Augmentation significative de la sismicité interplaque au large de la Martinique, dans la zone de rupture de séismes historiques majeurs

(Corbeau et al., 2021)

La compréhension des processus physiques qui sont à l’origine des séismes majeurs dans les zones de subduction reste un défi majeur pour la communauté scientifique.

Ce défi est d’autant plus grand dans le cas de zones de subduction à convergence lente, qui produisent peu d’évènements sismiques à analyser, comme par exemple la zone de subduction des Petites Antilles.

Dans cette étude, nous avons analysé la sismicité enregistrée par l’OVSM-IPGP au large de la Martinique depuis le début de l’année 2000 jusqu’à la fin de l’année 2019.

Notre analyse a révélé une augmentation du taux de sismicité et de l’énergie sismique libérée au cours du temps, en particulier dans une zone qui aurait pu rompre lors du séisme historique majeur (M 7.5 à 8) de 1839 (Figure 1).

Figure 1 : Carte générale de l’arc des Petites Antilles où la plaque tectonique Nord-Américaine (NAM) entre en subduction sous la plaque tectonique Caraïbe (CAR) à environ 19 mm/an (DeMets et al., 2000). Les deux ellipses grisées indiquent les zones de ruptures présumées pour les deux séismes les plus importants connus dans la région, et ayant eu lieu en 1839 (M 7.5 à 8) et en 1843 (M 8 à 8.5) (Feuillet et al., 2011). La droite rouge A-B indique la position du profil de sismicité présenté à la figure 2A.

Cette activité sismique additionnelle se distribue sur le panneau plongeant de la subduction, et se partage entre deux zones distinctes : la zone dite de profondeur intermédiaire (de 120 à 180 km de profondeur), qui connaît une activité sismique marquée depuis l’occurrence du séisme de 2007 (Mw 7.4) ; et la zone dite sismogénique (de 20 à 70 km de profondeur), qui connaît une activité sismique se présentant sous la forme d’un essaim et qui est en franche accélération depuis l’année 2015 (Figure 2A).

Figure 2 : A. Coupe de la sismicité enregistrée ces vingt dernières années par l’OVSM-IPGP autour de la Martinique et présentée selon le trait de coupe A-B de la Figure 1. La sismicité est distribuée le long de l’interface de subduction entre la zone sismogénique (en rouge clair, de 20 à 70 km de profondeur environ) et la zone de profondeur intermédiaire (en bleu clair, de 120 à 180 km de profondeur environ). B. Le graphique présente l’augmentation de la sismicité ces vingt dernières années au niveau de l’essaim de la zone sismogénique. Nous pouvons noter la présence de séismes de magnitude supérieure à 5 depuis 2015.

Nous avons aussi détecté l’augmentation des magnitudes des séismes de cet essaim au cours du temps (Figure 2B), avec l’apparition de séismes de magnitude supérieure à 5, ainsi qu’une migration des hypocentres le long du panneau plongeant jusqu’à des profondeurs de 60 à 65 km.

Ces observations semblent indiquer un changement de dynamique le long de l’interface de la subduction des Petites Antilles au large de la Martinique, dans une zone qui aurait déjà produit plusieurs ruptures majeures par le passé et notamment en 1839.

Des observations de même type réalisées dans d’autres zones de subduction (par exemple au Japon et en Indonésie) ont été interprétées comme pouvant être des signes précurseurs à moyen terme d’une rupture sismique majeure.

Des études statistiques plus poussées ainsi que l’enregistrement de données supplémentaires sont donc nécessaires pour confirmer cette tendance, et estimer au mieux l’aléa sismique le long de l’arc des Petites Antilles.

Bibliographie

Corbeau, J.1,2, O.L. Gonzalez3, N. Feuillet1, A.M. Lejeune1,2,4, F. Fontaine1,2, V. Clouard1,2,5, J.-M. Saurel1 and the OVSM Team1,2, (2021). A significant increase in the interplate seismicity near major historical earthquakes offshore Martinique (FWI). Bull. Seismol. Soc. Am.https://doi.org/10.1785/0120200377

1 Université de Paris, Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paris, France

2 Observatoire Volcanologique et Sismologique de Martinique, Institut de

Physique du Globe de Paris (OVSM-IPGP), Saint-Pierre, France

3 Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (CENAIS), Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente, Cuba

4 Sorbonne Université, Institut des Sciences de la Terre Paris (ISTeP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paris, France

5Géosciences Environnement Toulouse (GET), Observatoire Midi Pyrénées, Université Paul Sabatier, CNRS, IRD, Toulouse, France

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