Premières analyses du séisme de Oaxaca (Mexique)

Lundi, 26 mars 2012

Le séisme de magnitude Mw 7.3 à 7.4, survenu le 20 mars 2012 à 21h57 heure française, à la limite des états d'Oaxaca et de Guerrero présente les caractéristiques d'un séisme de subduction. Son foyer est situé entre 17 et 27 km de profondeur à l'interface des plaques Amérique du Nord et Coco qui convergent dans cette zone à la vitesse d'environ 6 cm/an, la plaque Coco plongeant sous la plaque Amérique du Nord. Aucune alerte au tsunami n'a été déclenchée. Cette région du monde fait partie des zones à très forte sismicité du fait de la subduction généralisée le long de l'Amérique centrale et de l'Amérique du Sud. Une zone proche du séisme, la zone de Guerrero, a été identifiée comme un gap sismique, c'est-à-dire une région qui n’a pas connu de séisme depuis plus d'un siècle et qui est susceptible de rompre et de provoquer un gros tremblement de terre. Elle fait l’objet d'un programme de recherches de la part d’équipes françaises (cf encadré), les instruments géophysiques (sismomètres et GPS) installés dans l’état de Guerrero dans le cadre de ce projet (ANR-GGAP) vont permettre d’analyser le séisme du 20 mars.


triangles jaunes = stations GPS permanentes de l'IG-UNAM et du SSN triangles verts = stations GPS permanentes financées par les programmes français 3F du CNRS-INSU et ANR GGAP (2+6 GPS) patchs bleu ciel = zones de rupture des séismes historiques (avec dates) cercles concentriques rouges : épicentre en rose : le gap sismique de Guerrero

Les premières analyses des enregistrements sismiques

Des simulations de déformation du sol ont été faites par Jean-Claude Ruegg de l'IPGP, dès que les données sismologiques fournies par les agences de notification de séismes comme l'USGS ou le projet Global Centroid Moment Tensor de Harvard ont été disponibles. La méthode est basée sur un modèle simple de dislocation qui permet de calculer les déplacements attendus sur un certain nombre de points du terrain autour de la zone affectée par le séisme. Grâce à cela on connaît rapidement le champ des vecteurs du déplacement potentiel. On peut également établir des interférogrammes simulés comparables à ceux qu'on l'on réalise à partir du traitement de données GPS ou de données InSAR. L'intérêt de cette démarche et de fournir aux géophysiciens une première connaissance du séisme qui leur permet d'évaluer rapidement la nécessité et la manière d'intervenir sur le terrain après un séisme. L'expérience de nombreux séismes a montré que ces champs de déformation simulés sont assez proches de ceux obtenus par la suite par le traitement de données géodésiques réelles.


Les premières mesures des stations GPS

A chaque station des mesures en continu sont faites et une position par jour est ensuite calculée. On voit ici les résultats de positionnement de deux stations GPS permanentes, en bleu la sation PINO (station du SSN-UNAM, située à proximité de l'épicentre) et en rouge la station OAX2 (station de l'INEGI, à Oaxaca).

Avant le séisme, les fluctuations sont à peu près identiques pour les 2 stations. Après le séisme, on constate que la station de PINO s'est décalée d'environ 7cm vers le Sud et 10cm vers l'Ouest, ce qui correspond bien à la direction de convergence de la plaque Coco (Pacifique) avec la plaque Nord américaine.



 

 

 

Pour en savoir plus: 

Le projet G-GAP

L'analyse de ce séisme est particulièrement importante pour les chercheurs participant au projet ANR G-GAP qui réunit l’Institut des Sciences de la Terre (Université Joseph Fourier-Grenoble et CNRS), l’Institut de Physique du Globe de Paris et l’Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre de Strasbourg. L'objectif de ce projet est de mieux comprendre la genèse de tels séismes. Beaucoup de découvertes ont été faites ces dernières années, qu'il reste encore à comprendre.

Ainsi, le cycle sismique a souvent été considéré comme une alternance de lents chargements sans glissement des failles et de soudains séismes qui relâchent brutalement la déformation accumulée.  Sous le Mexique central, où la géométrie de la subduction est particulièrement favorable à l’étude de ces phénomènes, les mesures géodésiques ont montré ces dernières années un scénario très différent avec de grands événements de glissement lent, où pendant plusieurs mois la surface de subduction glisse à une vitesse intermédiaire entre celle des plaques (6cm/an) et celle atteinte pendant les séismes classiques (1m/s) sans que des signaux soient mesurés par les sismomètres. Ils ont été détectés pour la première il y a une dizaine d’années.   Ils semblent se produire sous la région de Guerrero tous les 4 ans environ mais avec des caractéristiques variables.  Ils sont accompagnés par une activité renforcée des trémors non-volcaniques, un signal sismique haute fréquence lui aussi découvert récemment.  Observer et analyser ces phénomènes, détecter d’autres signes des déformations en profondeur, comprendre comment la région se déforme en produisant différentes manifestations sismiques, tels sont les objectifs scientifiques directement liés à la compréhension du risque sismique dans la région.

La compréhension de tels processus peu connus ne peut venir que de l’accumulation de données nouvelles et le développement de stratégies d’analyse originales, notamment sur le terrain avec l'installation de nouvelles stations GPS continues qui permettent de quantifier les déformations et l'installation d’antennes sismologiques, composées de groupes de capteurs qui permettent de détecter les signaux ténus émis sur le plan de subduction. Les failles actives sont étudiées sur le terrain et par images satellites.  
Les séismes lents ont pu être étudiés à partir des données GPS et d’images Radar satellitaires (InSAR). L’analyse du bruit sismique a permis de détecter de faibles changements des vitesses des ondes en profondeur. Les méthodes électriques de prospection ont été utilisées pour détecter les structures caractéristiques des failles actives.  De nouvelles méthodes d’analyse statistique des enregistrements ont été mises en œuvre pour bâtir des lois d’atténuation adaptées au Mexique.

Une suite de séismes lents de magnitude supérieure à 7, les plus importants jamais observés ont été mesurés. L’inversion des données GPS et InSAR a permis de visualiser le développement du glissement sous la forme de la propagation d’un front de rupture avec une vitesse typique de 1km/jour. Les épisodes de glissements lents, et les déformations qu’ils impliquent, sont associés avec de faibles mais mesurables changements des propriétés élastiques dans la croûte. L’activité de trésors est presque permanente, sous forme de bouffées d’activité qui sont plus intenses pendant les séismes lents.  Le méga-séisme du Chili de 2010 a déclenché une forte activité de trémors et un événement de glissement lent. Le couplage mécanique entre les deux plaques est différent sous Guerrero et dans les régions voisines, il n’exclut pas la possibilité de grands séismes destructeurs dans cette région mais implique une plus grande périodicité (500 ans).  Parallèlement, les failles actives qui coupent la plaque supérieure et structurent la plaque plongeante ont été identifiées, elle ont un potentiel sismogène, notamment autour de la ville de Mexico. La zone de glissements lents apparaît limitée par certaines de ces failles, décrochantes, qui semblent couper la plaque supérieure jusqu’à l’interface de subduction, tandis qu’elle coïncide avec une section de la plaque plongeante ayant une ‘rugosité’ très spécifique.

Contact(s):
  • Jean-Claude Ruegg, Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS-INSU, Université Paris Diderot, PRES Sorbonne Paris Cité)
    ruegg [at] ipgp [dot] fr
  • Michel Campillo, Institut des Sciences de la Terre (CNRS-INSU/Universités Grenoble 1 et Chambéry/IRD/IFSTTAR)
    michel [dot] campillo [at] obs [dot] ujf-grenoble [dot] fr, 04 76 63 52 00

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