La côte pacifique de l'Amérique du Nord est une région très active du point de vue tectonique. Plusieurs plaques lithosphériques majeures et secondaires s'y affrontent. Ces mouvements ont donné naissance à des grands systèmes de failles transformantes, comme celui de San Andreas en Californie, ou à des zones de subduction, comme celle de Cascadia, qui s'étire sur environ 1 000 kilomètres, de l'île de Vancouver (Canada) au nord de la Californie.

Cascadia : une zone de subduction aussi discrète que dangereuse

Au niveau de cette zone de subduction, la petite plaque océanique de Juan de Fuca (et ses microplaques associées, Gorda et Explorer), plongent sous la plaque continentale nord-américaine à une vitesse d'environ quatre centimètres par an.

En comparaison d'autres zones de subduction dans le monde, comme celles au large du Japon qui produisent régulièrement de forts séismes, la zone de subduction de Cascadia fait rarement parler d'elle. Mais ce n'est pas pour autant qu'il ne faut pas s'en méfier.

Schéma illustrant la zone de subduction des Cascades. © Arg, Wikimedia Commons, domaine public

Cascadia est en effet étonnamment silencieuse en surface : elle ne produit que peu de séismes intermédiaires pouvant affecter la population de la région. Pourtant, elle pourrait être l'une des subductions les plus dangereuses au monde. Les données géologiques révèlent en effet qu'elle est capable de produire des mégaséismes de magnitude 8 à 9.

Le dernier grand séisme connu est de plus très ancien. Il remonte au 26 janvier 1700 et aurait généré un puissant tsunami qui aurait ravagé les côtes du Pacifique. Ce type d'événement majeur se produirait environ tous les 500 ans.

Mais la dynamique de ces failles est très complexe et la durée d'un cycle sismique est loin d'être réglé comme une horloge : les scientifiques estiment actuellement qu'il y a entre 10 et 15 % de risques qu'une rupture totale de la zone de faille ait lieu dans les 50 prochaines années, produisant un séisme qui pourrait excéder la magnitude 9.

La « Forêt Fantôme » de Neskowin est une preuve directe et spectaculaire du dernier grand séisme de Cascadia : ces troncs aujourd'hui dans l'eau témoignent d'un abaissement brutal de la côte au moment du séisme de 1700. © RocketSams, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0

Le calme apparent de la zone de subduction laisse en effet penser que les deux plaques sont actuellement verrouillées. Et ce n'est pas une bonne nouvelle. Les séismes générés au niveau des zones du subduction agissent en effet comme des soupapes de surpression : au fur et à mesure que les deux plaques sont poussées l'une contre l'autre, les contraintes augmentent à l'interface entre les deux plaques (sur la faille), jusqu'à devenir trop forte.

La faille rompt alors en libérant l'énergie accumulée et en permettant le glissement des deux plaques l'une sous l'autre. Ainsi, il est souvent plus sécurisant d'observer le déclenchement fréquent de petits et moyens séismes : cela signifie que l'énergie est libérée au fur et à mesure. Le silence de Cascadia laisse donc penser que la faille est bloquée et que l'énergie s'y accumule... jusqu'à une possible libération soudaine, brutale et destructrice.

Une nouvelle étude se veut cependant un peu rassurante : la faille de Cascadia ne serait peut-être pas entièrement bloquée.

Des zones actives qui pourraient absorber la rupture lors d’un prochain séisme et en limiter la magnitude

Des chercheurs de l'Université de Washington ont en effet analysé 13 années d'enregistrement de données sismiques dans différentes régions. Les résultats montrent que si la portion la plus au nord semble bien verrouillée, ce n'est pas le cas du segment central, qui est plus actif qu'il n'en a l'air. Les chercheurs ont en effet relevé des signes de séismes lents et de circulation de fluides, des processus qui permettraient de faire diminuer la pression sur la faille.

Dans une zone de subduction, les roches entraînées en profondeur libèrent en effet de l'eau sous l'effet de la pression et de la température. Ces fluides peuvent s'accumuler le long de l'interface entre les plaques et modifier le frottement : une pression élevée favorise la rupture, tandis qu'un drainage progressif peut au contraire stabiliser certains segments.

Les chercheurs ont mis en évidence ces processus grâce à la détection de séismes lents, des glissements silencieux qui se produisent sur plusieurs jours ou semaines sans provoquer de fortes secousses en surface.

« Lors d'un mégaséisme sur une zone de subduction, l'un des mécanismes par lesquels le séisme se propage est la pression des fluides. S'il existe un moyen de libérer ces fluides, cela pourrait contribuer à améliorer la stabilité de la faille et potentiellement influencer la manière dont la région se comporte lors d'un grand tremblement de terre », explique Maleen Kidiwela, auteur de l'étude publiée dans la revue Science Advances.

Cette zone centrale pourrait donc faire tampon en cas de rupture brutale sur la portion nord et c'est une donnée importante. Il faut en effet rappeler que la magnitude d'un séisme dépend de la longueur de la rupture. Plus celle-ci est courte, moins la magnitude sera élevée.

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