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TitrePrevalence of viscoelastic relaxation after the 2011 Tohoku-oki earthquake
AuteurSun, T; Wang, K; Iinuma, T; Hino, R; He, J; Fujimoto, H; Kido, M; Osada, Y; Miura, S; Ohta, Y; Hu, Y
SourceNature vol. 514, 2014 p. 84-97, https://doi.org/10.1038/nature13778
Année2014
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20140167
ÉditeurNature Publishing Group
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1038/nature13778
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
Lat/Long OENS 139.0000 144.4167 40.5000 36.0000
Sujetssecousses séismiques; études séismiques; déformation; zones de subduction; subduction; interprétations tectoniques; cadre tectonique; milieux tectoniques; géophysique; tectonique
Illustrationslocation maps; cross-sections; plots
ProgrammeL'évaluation des risques nationale, Géoscience pour la sécurité publique
Résumé(disponible en anglais seulement)
After a large subduction earthquake, crustal deformation continues to occur, with a complex pattern of evolution1.This postseismic deformation is due primarily to viscoelastic relaxation of stresses induced by the earthquake rupture andcontinuing slip (afterslip) or relocking of different parts of the fault2-6. When postseismic geodetic observations are used to study Earth's rheology and fault behaviour, it is commonly assumed that short-term (a few years) deformation near the rupture zone is caused mainly by afterslip, and that viscoelasticity is important only for longer-term deformation6,7. However, it is difficult to test the validity of this assumption against conventional geodetic data.Herewe showthatnewseafloorGPS(Global Positioning System) observationsimmediately after the great Tohoku-oki earthquake provide unambiguous evidence for the dominant role of viscoelastic relaxation in short-term postseismic deformation.These data reveal fast landwardmotion of the trench area, opposing the seaward motion ofGPS siteson land.Usingnumericalmodels of transient viscoelasticmantle rheology, wedemonstrate that the landwardmotion is a consequence of relaxation of stresses induced by the asymmetric ruptureof the thrust earthquake, a processpreviouslyunknownbecause of the lack of near-field observations. Our findings indicate that previous models assuming an elastic Earth will have substantially overestimated afterslip downdip of the rupture zone, and underestimated afterslip updip of the rupture zone; our knowledge of fault friction based on these estimates therefore needs to be revised.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les séismes de subduction importants font peser une menace grave sur la côte ouest du Canada. Pour comprendre le processus d'accumulation et de relâchement de la tension afin d'évaluer le risque lié à ces événements, il faut non seulement comprendre les aspects géologiques et physiques d'une faille de mégachevauchement, mais aussi le comportement mécanique (rhéologie) du manteau de la Terre. À ce jour, notre compréhension de la rhéologie du manteau dans les cycles de séismes de subduction est basée sur des observations terrestres de la déformation de la croûte. Dans ces travaux, les auteurs se sont basés sur des observations GPS du plancher océanique après l'important séisme de Tohoku-Oki, en 2011, pour étudier le processus de déformation près de la zone de rupture et tout de suite après le séisme. Les résultats montrent sans ambiguïté, pour la première fois, que la déformation viscoélastique est prédominante après un séisme important. Les modèles antérieurs de glissements de failles ductiles tout de suite après un séisme important, qui tenaient pour acquis une Terre élastique et ne tenaient pas compte du comportement visqueux du manteau, avaient tort. Notre connaissance de la mécanique des failles, basée sur ces modèles, doit donc être revue.
GEOSCAN ID295115