Une mystérieuse zone de failles tectoniques détectée au large de la Californie


Près de 900 mètres sous la surface de la baie de Monterey, un réseau de câbles en eau profonde aide les scientifiques à étudier la vie marine.

S’étendant sur 51 kilomètres à travers le plancher de l’océan Pacifique, les câbles enregistrent des sons comme le cri aigu d’un dauphin ou les gémissements profonds d’une baleine à bosse. Ils capturent également l’émission de lumière provenant d’organismes sous-marins comme les algues toxiques.

Mais une équipe de chercheurs de l’Université Rice et de l’Université de Californie à Berkeley a découvert une autre utilisation du réseau : l’enregistrement des tremblements de terre sous-marins.

L’an dernier, les chercheurs ont mené une expérience de quatre jours en utilisant 19 kilomètres du réseau câblé pour étudier le mouvement du fond marin. Les résultats de cette expérience figurent dans un nouvel article paru le 28 novembre dans la revue Science.

Câbles en haute mer qui relient Internet. (TeleGeography)

Les chercheurs révèlent qu’ils ont détecté un séisme de magnitude 3,5 à Gilroy, une ville du nord de la Californie, en mars 2018. Ils ont également découvert un nouveau système de failles au fond de l’océan. La technologie pourrait éventuellement les aider à cartographier les lignes de faille dans des régions où les scientifiques en savent très peu sur l’activité sismique sur le fond marin.

“C’est un peu comme des lampadaires qui éclairent une partie du fond marin”, a déclaré Nate Lindsey, l’auteur principal du journal, à Business Insider. “Il y a beaucoup de potentiel pour faire ça dans un domaine où ça fait une différence.”

Des chercheurs ont découvert un nouveau système de failles sous l’eau.

Avant de mener leur expérience en mer, les chercheurs ont testé leur technologie sur terre à l’aide de câbles souterrains à fibres optiques du ministère américain de l’énergie, qui a financé le projet. Les câbles s’étendent à 20 000 kilomètres sous terre à Sacramento, en Californie, mais les chercheurs ont seulement utilisé 22 kilomètres pour leur expérience.

Pour commencer, ils ont fixé un dispositif à l’extrémité des câbles qui projette des éclats de lumière. Lorsque le sol bouge, il sollicite les câbles qui diffusent la lumière et la renvoie vers l’appareil. Ces ondes lumineuses peuvent être mesurées pour déterminer la magnitude d’un tremblement de terre.

Après six mois d’expérimentation sur terre, les chercheurs ont déplacé leur technologie sous l’eau. Ils se sont associés au Monterey Accelerated Research System (MARS), qui exploite un réseau de câbles sous-marins à fibres optiques.

Chaque année, les câbles doivent être débranchés pour l’entretien, ce qui donne aux chercheurs une brève fenêtre pour tester leur technologie.

Pour leur expérience, les chercheurs ont utilisé une partie des câbles qui s’étend de Moss Landing, un petit village de pêcheurs au large de la baie de Monterey, à Soquel Canyon, une zone marine protégée au large.

Câble MARS dans la baie de Monterey avec une partie rose utilisée pour la détection. (Lindsey et coll., Science, 2019)

En installant leur dispositif à l’extrémité des câbles sous-marins, les chercheurs ont pu surveiller les déplacements et les fractures au fond de l’océan. Cela a conduit à la découverte d’un nouveau système de failles sous-marines dans l’océan Pacifique, entre deux lignes de failles majeures, le San Gregorio et le San Andreas, qui sont parallèles l’une à l’autre.

M. Lindsey a déclaré que le système de failles est probablement “beaucoup, beaucoup plus petit” et “mineur” par rapport au San Andreas – que les scientifiques ont identifié comme la source probable du prochain séisme majeur en Californie.

Mais il a dit que sa technologie pourrait finalement être utilisée pour identifier de plus grandes lignes de faille dans des zones inexplorées comme la zone extracôtière de Taïwan.

Les câbles pourraient surveiller les tremblements de terre sur de longues étendues de terre et de mer.

Comme la plus grande partie de la surface de la Terre – environ 70 % – est recouverte d’eau, les scientifiques n’ont pas beaucoup de moyens de mesurer les tremblements de terre en mer.

Jonathan Ajo-Franklin, professeur de géophysique à l’Université Rice qui a travaillé sur l’expérience, a dit que les systèmes comme celui de MARS – qui sont reliés au rivage par un câble – sont si rares qu’on pouvait les compter sur une main. Il a estimé que seulement trois ou quatre d’entre eux opèrent en même temps sur la côte ouest.

“Dans tous les cas, la portée de l’expérience est limitée en termes de durée et son coût est élevé”, a dit Lindsey. L’observatoire MARS, par exemple, a coûté environ 13,5 millions de dollars.

L’observatoire sous-marin du Monterey Accelerated Research System. (MBARI, 2009)

Mais Lindsey pense toujours que les réseaux câblés sont le meilleur moyen d’étudier l’activité sismique sous-marine. D’autres chercheurs océanographiques partagent son enthousiasme.

John Collins, chercheur principal à la Woods Hole Oceanographic Institution qui n’a pas travaillé sur l’étude, a qualifié cette technique de “très prometteuse”. Bruce Howe, océanographe physique à l’Université d’Hawaï, a également pensé que le système pourrait fournir des données utiles.

“C’est basé sur une bonne physique, donc je pense que ça va marcher”, a déclaré Howe, qui n’a pas non plus participé à l’étude, à Business Insider.

Sur terre, les capteurs sismiques traditionnels mesurent généralement la vitesse du mouvement du sol en un seul point. Mais les câbles à fibres optiques permettent aux chercheurs de prendre de multiples mesures sur une longue distance.

“Pour chaque mètre de câble, on mesure une étendue de dizaines de nanomètres ou même plus petite”, a déclaré Ajo-Franklin. C’est à peu près la largeur d’un cheveu humain.

Le système MARS, par exemple, peut enregistrer des mesures à 10 000 emplacements, ce qui signifie qu’il a la même capacité que 10 000 détecteurs de mouvement individuels. Cela donne aux chercheurs de nombreux points de données pour étudier comment les tremblements de terre secouent l’océan.

Lorsque le séisme de magnitude 3,5 a frappé Gilroy l’an dernier, les chercheurs ont pu enregistrer les tremblements de terre des vagues océaniques – un outil qui pourrait éventuellement aider à la détection précoce des tsunamis.

“Ce qu’il y a de bien dans le fait d’enregistrer ce tremblement de terre, ce n’est pas nécessairement de le localiser”, a dit Ajo-Franklin.

“Quand on a des endroits densément échantillonnés, on peut faire beaucoup plus avec le champ d’ondes du tremblement de terre pour construire des images de ce qu’il y a au sol.”

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche

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