La faille de San Andreas dans la plaine de Carrizo
USGS
Une étude récente a révélé de nombreuses données sur la façon dont les failles de type strike-slip se développent au fil du temps et finissent par provoquer des séismes à la surface de la Terre. Les chercheurs ont baptisé le mouvement de deux plaques dans un mouvement de strike-slip pour suivre l’hypothèse de la » Terre paresseuse « .
Pour prendre un peu de recul, les failles strike-slip sont la façon dont les géoscientifiques décrivent le mouvement de deux plaques en contact l’une avec l’autre. Dans cette faille spécifique, les deux plaques se déplacent parallèlement mais en sens inverse l’une de l’autre. On peut le démontrer en mettant deux morceaux de papier de verre dans chaque main et en frottant la main droite vers l’avant et la main gauche vers l’arrière.
Les failles de type strike-slip produisent peu ou pas de décalage vertical entre les deux plaques, mais un décalage latéral important. En fait, ce type de faille est le type de faille prédominant en Californie occidentale, comme le système de failles de San Andreas. La cause des tremblements de terre dus aux failles de glissement est le mouvement des deux plaques l’une contre l’autre et la libération des contraintes accumulées. Au fur et à mesure que les plaques les plus grandes sont poussées ou tirées dans des directions différentes, elles accumulent des contraintes contre la plaque adjacente jusqu’à ce qu’elle finisse par céder.
La récente étude a été publiée dans le Journal of Structural Geology par le Dr Alexandra Hatem de l’Université du Massachusetts Amherst. La motivation derrière cette recherche est de se concentrer spécifiquement sur ce qui se passe sous la croûte terrestre lorsque des failles à glissement latéral se forment et se brisent.
Ce qui gouverne le mouvement des failles à glissement latéral
Les géologues comprennent la mécanique des failles à glissement latéral à l’échelle des plaques, mais jusqu’à présent, les spécificités des failles à très petite échelle n’ont pas été aussi bien étudiées. Souvent, nous voyons les failles telles qu’elles existent actuellement mais nous n’avons pas l’occasion d’examiner le développement de cette faille à partir des stades naissants.
Pour remédier à cela, le Dr Hatem a construit un modèle miniature de la croûte terrestre en utilisant de l’argile kaolinique. L’équipe s’est assurée que la longueur par rapport à la profondeur était mise à l’échelle de façon appropriée pour imiter celle de la Terre et avec la bonne viscosité. Après avoir créé deux plaques de cette argile kaolinique, l’équipe a défini plusieurs conditions limites pour tester le développement de la faille coulissante. Dans une condition limite, il y a une faille préexistante le long des deux dalles, dans une autre il y a un déplacement préexistant sous les dalles d’argile, et dans le dernier exemple, le déplacement se fait dans une zone de cisaillement plus large.
Après avoir configuré les modèles, l’équipe a déplacé les deux dalles d’argile dans des directions opposées afin de mesurer les changements infimes au fur et à mesure que les failles de glissement de grève se développent. L’équipe a constaté que les failles se développent selon une hypothèse de « Terre paresseuse », selon laquelle la propagation de la faille emprunte le chemin le plus facile. C’est un trait similaire que nous observons dans de nombreux systèmes sur Terre, des rivières qui trouvent le chemin le plus facile vers des altitudes plus basses aux mammifères qui empruntent le chemin le plus facile d’un point A à un point B.
Alors que les failles se propagent, l’équipe a mesuré comment la contrainte est transférée à différentes parties de la faille, un processus qui, dans la vie réelle, prend des millions d’années et sur plusieurs kilomètres. Par opposition au mouvement linéaire idéalisé d’une faille à glissement, l’équipe a démontré ce que les géologues savaient en théorie, à savoir que la déformation par cisaillement comporte plusieurs étapes avant le mouvement final le long de la faille.
Schéma des failles en échelon.
Lin, A. (2008)
Initialement, la déformation le long de la faille est répartie sur toute la zone de faille. Grâce à d’autres déformations et au développement des failles, des failles en échelon commencent à se former, à s’allonger, à interagir et à se propager le long de la zone de faille élargie. Enfin, la déformation est libérée par le mouvement le long de la faille à glissement traversant dominante.
Une autre découverte intéressante est que les irrégularités intégrées dans les failles sont persistantes, sans que la faille ne » fixe » les irrégularités et ne forme une faille droite et plus efficace. Cette évolution générale d’une faille de glissement semble être le cas, quelles que soient les conditions limites existantes.
Étape 1 du développement d’une faille en échelon
Journal of Structural Geology
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Stage 2 of en echelon fault development
Journal of Structural Geology
Cette étude fournit l’une des analyses les plus in-profondeur sur une petite échelle de la formation des failles de glissement. Cela permet aux géologues de mieux comprendre les failles comme celle de San Andreas, comment elle s’est formée et comment elle se développe au fil du temps. C’est une pièce de plus pour aider les géologues à mieux comprendre et prévoir les tremblements de terre.