La découverte de sources chaudes au fond de l’océan Pacifique suggère que des fluides s’échappent de la faille de Cascadia. Cette découverte permet de comprendre le comportement de cette zone de subduction sur laquelle on redoute la survenue d’un séisme de magnitude 9.
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Les zones de subductionzones de subduction représentent les régions les plus sismogènes de la Planète. C'est en effet au niveau de ces limites de plaques convergentes, qui voient une plaque océanique plonger sous une autre plaque, que les contraintes sont les plus fortes. Les séismes de très forte magnitude (plus de 8) y sont donc fréquents. Ils sont générés par les frottements le long du plan de faille qui marque la surface entre la plaque plongeante (le slab) et la plaque chevauchante.
Parmi les nombreuses zones de subduction qui bordent l'océan Pacifique et qui définissent la célèbre « ceinture de feu », l'une est ainsi particulièrement redoutée. Il s'agit de la zone de subduction de Cascadia. Elle marque l'endroit où la plaque Juan de Fuca plonge sous la plaque nord-américaine, s'étirant ainsi sur 1 000 kilomètres de long, de l'île de Vancouver au nord de la Californie. Son apparence calme est cependant trompeuse, car les scientifiques estiment que cette zone de subduction est capable de produire des séismes de magnitude supérieure à 9 et des vagues de tsunami qui pourraient atteindre 30 mètres de haut. Le dernier séisme majeur daterait de l'an 1700. La « ghost forest » (forêt fantôme), avec ses anciens troncs d'arbresarbres désormais sous l'eau, témoigne d'un abaissement brutal du niveau du sol il y a plus de 300 ans au moment d’un terrible tremblement de terre. Depuis, l'État de l'Oregon, aux États-Unis, vit ainsi sous la menace perpétuelle d'une nouvelle catastrophe de ce type.
Des fluides qui s’échappent du fond océanique
Difficile, toutefois, de prédire quand pourrait bien survenir un nouveau séisme de forte magnitudemagnitude. Car, bien qu'intensément étudiée, notamment grâce à la sismologiesismologie, la zone de subduction de Cascadia renferme encore de nombreux secrets. De nouvelles observations pourraient cependant permettre de mieux comprendre les processus à l'œuvre le long du plan de faille, plus particulièrement le rôle des fluides sur l'état des contraintes entre les deux plaques.
Lors d'une campagne océanographique au large des côtes de l'Oregon, le sonarsonar du navire révèle un étrange et inattendu nuagenuage de bulles qui remontent du fond de l'océan. En s'intéressant de plus près à cette zone, les scientifiques découvrent que ces bulles sont liées à des échappements de fluides chauds, qui sortent des sédimentssédiments au niveau du fond de l'océan. Dénomées Pythia's Oasis, ces sources sous-marines sont les premières à être observées dans ce contexte de zone de subduction.
Les fluides : un rôle de lubrifiant entre les plaques
Les échappements de fluides sont néanmoins fréquents dans d'autres contextes, généralement à proximité de zones volcaniques ou des dorsales océaniquesdorsales océaniques. Les observations de Pythia's Oasis montrent qu'il s'agit ici de fluides à une température de 9 °C possédant une signature chimique bien distincte de celle de l'eau de mer. D'après leurs calculs, les scientifiques estiment qu'ils proviendraient directement de la faille de Cascadia, qui se situe à cet endroit, 4 kilomètres sous le fond océanique, et où la température est estimée à 150-250 °C. Les fluides s'échapperaient le long de failles quasi verticales intersectant la faille principale marquant l'interface entre les deux plaques en subduction.
Les fluides jouent un rôle important au niveau des failles. La pressionpression de fluides agit en effet comme un coussin amortisseur ou un lubrifiantlubrifiant entre les plaques, réduisant la frictionfriction entre les roches. Or, une fuite de fluides pourrait produire une chute de pression au niveau de la faille et donc entraîner son blocage. Un contexte propice à une augmentation des contraintes pouvant entraîner un tremblement de terretremblement de terre. Les résultats, publiés dans la revue Science Advances, mettent en lumièrelumière le rôle important des failles verticales dans la régulation de la pression de fluides au niveau de la faille de subduction. Une découverte qui aide à mieux comprendre le comportement de la faille de Cascadia et notamment l'origine des blocages sur certains segments.
