mai 21, 2022

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Comment les lignes de faille dans un évier de cuisine changent ce que nous savons de la géologie

Hannah Elston prépare le modèle en saupoudrant du sable à la surface de l’argile. Crédit : UMass Amherst

Dans un nouvel article récemment publié dans la revue Géologiedes chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont dévoilé un modèle physique qui donne un aperçu à résolution précoce des taux de glissement des failles, dont la probabilité de tremblements de terre.


Quand la plupart d’entre nous imaginent un ligne de fautenous imaginons une fissure géante dans la terre où deux plaques tectoniques s’écraser l’un contre l’autre. Lorsque les géologues pensent aux failles, cependant, ils voient un système de ramification composé de milliers de failles individuelles. « Plus vous regardez de près », explique Michele Cooke, l’une des co-auteurs de l’article et professeur de géosciences à l’UMass Amherst, « plus vous trouvez, et quand vous regardez en détail, l’image devient très compliquée ».

Une telle complexité rend difficile de comprendre avec précision ce qui se passe à un endroit donné du système, sans parler de prédire quand un tremblement de terre se produira et où. Pour brouiller encore plus l’image, la grande majorité des individus sont enterrés sous les pieds de terre ou obscurcis par la végétation, et ne peuvent donc pas être observés directement. Enfin, la faute les systèmes évoluent au cours de milliers, de dizaines de milliers, voire de millions d’années. Par conséquent, les géologues ont traditionnellement généré des taux de glissement généralisés pour des systèmes de failles entiers et ont émis des théories générales sur l’évolution des systèmes de failles.

Dans une nouvelle étude, les auteurs ont utilisé un modèle physique, « à peu près la taille d’un évier de cuisine », explique Hanna Elston, auteur principal de l’article et étudiante diplômée en géosciences à l’UMass Amherst, et l’a rempli d’une argile de kaolin soigneusement composée, « à peu près la consistance du yogourt grec », qui se comporte un peu comme la croûte terrestre. Au fond de la maquette sont deux plaques qui peuvent être déplacées avec précision. Elston et ses co-auteurs ont ensuite soigneusement coupé l’argile, pour former une faille, et, au cours de quatre heures, qui simulaient un million d’années, ont déplacé les plaques de 12 centimètres, tout en prenant des photos avec un ensemble de caméras aériennes, qu’ils pourraient ensuite analyser pour découvrir les taux de glissement et la mécanique de leurs failles modélisées.

Animation de l’expérience de déplacement de plaque montrant l’évolution d’un système de failles. Crédit : UMass Amherst

La précision de la technique unique en son genre développée par Elston et ses co-auteurs leur permet de suivre les taux de glissement à des endroits spécifiques le long des failles, avec une comparaison absolue, qui peut ensuite fournir un enregistrement que les chercheurs peuvent directement étudier sur le terrain. pour estimer le taux de glissement à un point particulier le long d’une faille.

Non seulement le modèle fonctionne de manière à refléter les défauts de la vie réelle, mais il a permis à Elston et à ses collègues, dont Cooke et Alex Hatem, maintenant à l’US Geological Survey, d’observer deux phénomènes différents que personne d’autre n’a vus auparavant. Premièrement, le modèle montre que les taux de glissement peuvent changer à un site particulier sur la faille à mesure que cette faille évolue. Deuxièmement, l’équipe a montré que les taux de glissement sont interactifs : le taux peut changer à de nombreux points différents le long d’une faille en réponse à l’évolution des taux de glissement sur d’autres failles proches.

« Cette étude nous donne l’image la plus fine à ce jour de l’évolution des failles, qui pourrait être utilisée pour aider à l’évaluation des risques sismiques », déclare Elston – et ce n’est que le début. La recherche dans cet article, qui a été soutenue par la National Science Foundation, représente une preuve de concept pour les techniques analytiques de l’équipe. L’avenir détaillera les reconstructions 3D de l’évolution des différentes failles.

Une présentation vidéo du modèle de l’équipe est disponible sur YouTube :


Un nouveau modèle numérique simule le repliement de la croûte terrestre tout au long du cycle sismique


Plus d’information:
Des taux de glissement à l’état non stationnaire apparaissent le long des courbes de retenue évolutives sous une charge constante, Géologie (2022). DOI : 10.1130/G49745.1

Citation: Comment les lignes de faille dans un évier de cuisine changent ce que nous savons sur la géologie (3 février 2022). Extrait le 3 février 2022 de https://phys.org/news/2022-02-fault-lines-kitchen-geology.html

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