Nouveau séisme au large de Sumatra : un séisme exceptionnel?

Mercredi, 11 Avril 2012

Information du jour (13/04/2012), (voir les premières informations datant du 11/04/2012 plus bas)

Le séisme de Sumatra du 11 avril 2012, interprété dans le contexte du mouvement des plaques dans cette région du monde

  • Figure 1
  • Figure 2
  • Figure 3


Ce séisme s'inscrit dans le contexte de la déformation de la plaque Indo-australienne résultant du mouvement différentiel entre les plaques indiennes et australiennes (Figure 1). L'Inde (5cm/an) est ralentie dans sa migration vers le nord par la collision himalayenne, tandis que l'Australie (7 cm/an) est entrainée rapidement vers le nord par la subduction le long de la fosse de Java-Sumatra. Il en résulte un mouvement de convergence NW-SE de l'ordre de 12 mm/an entre les plaques Indiennes et australiennes.

Ce mouvement différentiel entraine une déformation à grande échelle de la plaque, essentiellement en compression (zone jaune), dans les bassins Indien Central (CIB) et de Wharton (WB) où le séisme est survenu, et en extension (zones vertes) sur les flancs des dorsales Centrale Indienne (CIR) et sud-est Indienne (SEIR).

La plaque Indo-australienne serait ainsi une plaque composite formée d'éléments rigides - les plaques Inde, Australie et Capricorne (CAP) - et de frontières diffuses de très grandes dimensions (zones grisées ou en couleur) et se déformant très lentement, par flambage et remobilisation de structures héritées (zones de fracture, plateaux océaniques). Ces frontières sont le siège d’une sismicité très active (Figure 2) et de forte intensité, comme en témoigne le séisme du 11 avril 2012.

La séismicité intraplaque océanique (c'est-à-dire) hors des frontières de plaques de type dorsale ou subduction) reflète ces déformations avec des séismes en failles normales dans les zones en extension (couleur verte) et des séismes en failles inverses et en décrochement dans les zones en compression (couleur jaune).  On voit très bien que les évènements du 11 avril 2012 (en rouge) sur la figure 2, ne sont pas isolés et que de nombreux autres séismes présentent les mêmes mécanismes au foyer (décrochements nord-sud). La magnitude de ces événements est la plus forte jamais enregistrée dans ce contexte.  Le dernier événement de ce type dans le bassin de Wharton, en 2000, avait une magnitude de 7.9.

Ces décrochements quasi Nord-sud dans un contexte en compression NW-SE s'explique par la présence de zones de fracture fossiles Nord-Sud qui découpent le bassin de Wharton.  Comme le montrent très bien les travaux de Deplus et coll. (cf plus bas), ces zones de fracture sont remobilisées par la déformation et en absorbent une grande partie.

Pour tester la géométrie des plaques présentée sur la figure et le rôle des zones de fracture, les chercheurs de Brest figure 3) ont modélisé les taux de déformation à l'aide d'un modèle par éléments finis sphériques, dont les conditions aux limites sont données par les vitesses des plaques aux frontières du modèle.  Les traits bleus, calqués sur les zones de fracture fossiles, indiquent les zones de faiblesse introduites dans le modèle. Elles focalisent très clairement les déformations (maximum en jaune).  Les taux de glissement prédits par le modèle dans le bassin de Wharton atteignent 7 mm/an sur certaines zones de fracture, notamment sur celle qui vient de rejouer à 92˚E (Brandon, 2010; Brandon & Royer, soumis 2012).

Carte illustrant le mécanisme, la magnitude, la profondeur et de la durée du séisme du 11 avril 2012. Cette carte est extraite des analyses en temps quasi-réel de la sismicité mondiale de forte magnitude, par la méthode SCARDEC.  Premières informations (11/0/2012)

Le séisme survenu en mer au large de Sumatra, ce 11 avril 2012, d'une magnitude d'environ 8.7/8.6, à une profondeur située en 18 et 27 km, semble présenter des caractéristiques exceptionnelles dans la mesure où il est situé sur une faille décrochante (le mouvement est essentiellement horizontal). Les séismes d'une telle amplitude sont plus généralement le fait de failles inverses comme les failles de subduction.

La durée de la rupture a été particulièrement longue, 100 s. Ce séisme est différent des séismes ayant affecté Sumatra en 2004 et 2005, il ne s'agit pas d'un séisme de subduction lié à la convergence de plaques, mais d'un séisme intraplaque, interne à la plaque de l'Océan Indien, caractérisé par un mécanisme décrochant sénestre.

Des équipes françaises avaient menées en 1995 une campagne océanographique dans la région (Campagne Samudra dirigée par Christiane Deplus IPGP (CNRS-Paris Diderot)) afin d'étudier et de cartographier les zones de ruptures liées une possible déformation intra plaque.

Pour Christine Deplus et Michel Diament, ce séisme correspond très certainement à la réactivation des zones de fracture du bassin de Wharton qu'ils avaient cartographiées en détail plus au sud. Les données obtenues montraient déjà clairement qu'elles étaient actives (cf publications jointes). Le séisme semble dans le prolongement de la zone de fractrure la plus à l'ouest de la zone cartographiée, lors de cette campagne.

Un second séisme de magnitude 8.2/8.1 a été enregistré.



Modélisation des déformations associées au séisme principal et à la réplique

Ces cartes représentent la déformation du sol évaluée à partir des données sismiques et un modèle de dislocation (J.C. Ruegg IPGP). Les flèches représentent les déplacements horizontaux, les courbes les enveloppes de déplacement verticaux, selon l'échelle indiquée sur chaque figure. A gauche le séisme principal, à droite la réplique. Ne pas tenir compte de la zone située sous 0° de latitude.


Les structures en jeu

A droite, localisation des deux épicentres sur la carte d'anomalies gravimétriques déduites de l'altimétrie satellitaire. Le levé bathymétrique réalisé lors de la campagne Samudra a été reporté en grisé. Le séisme pourrait avoir réactivé la zone de fracture qui est la plus à l'ouest du levé bathymétrique. © C. Deplus et al. IPGP

A gauche, vue générale de la zone de Sumatra et de celle affectée par les derniers séismes. © Delouis et al. Géoazur











Les stations sismologiques du réseaux large bande voient passer les ondes provenant du séisme (animation ci-dessous)


Pour en savoir plus: 

Plusieurs autres équipes ont travaillé dans cette région de l'océan Indien.

http://hal-unice.archives-ouvertes.fr/docs/00/35/47/08/PDF/EPSL-Graindor...

(http://www.geologie.ens.fr/spip.php?article22)

http://adsabs.harvard.edu/abs/2009AGUSM.G11C..08D
Extremely thin crust in the Indian Ocean possibly resulting from
Plume–Ridge Interaction
Satish C. Singh,1 H´el`ene Carton,1 Ajay S. Chauhan,1 Sophie Androvandi,2
Anne Davaille,3 J´erˆome Dyment,1 Mathilde Cannat1 and Nugroho D. Hananto

Source(s): 

Géoazur (Martin Vallée, Bertrnad Delouis), IPGP (Christine Deplus, Jean-Claude Ruegg), INSU (Michel Diament), EOST (Jérôme Vergne), Jean-Yves Royer (Domaine Océanique)

Contact(s):
  • Christine Deplus, Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS-INSU, Université Paris Diderot, PRES Sorbonne Paris Cité)
    deplus [at] ipgp [dot] jussieu [dot] fr, 01 83 95 76 59
  • Michel Diament, Institut national des sciences de l'Univers (CNRS)
    michel [dot] diament [at] cnrs-dir [dot] fr, 01 44 96 43 83
  • Martin Vallée, Géoazur (CNRS-UNS-IRD/OCA)
    martin [dot] vallee [at] geoazur [dot] unice [dot] fr, 04 92 94 26 47
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