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TitreViscoelastic relaxation following subduction earthquakes and its effects on afterslip determination
AuteurSun, T; Wang, K
SourceJournal of Geophysical Research, Solid Earth vol. 120, 2015 p. 1-16, https://doi.org/10.1002/2014JB011707
Année2015
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20140354
ÉditeurAmerican Geophysical Union
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1002/2014JB011707
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
Sujetssecousses séismiques; mécanismes de tremblement de terre; études séismiques; viscosité; failles, effrondrement; manteau terrestre; géophysique
Illustrationscross-sections; plots
ProgrammeOuest du Canada, risque géoscience, Géoscience pour la sécurité publique
Résumé(disponible en anglais seulement)
Afterslip is commonly thought to be the controlling process in postseismic deformation immediately following a great megathrust earthquake and is usually inferred from geodetic observations using purely elastic models. However, observed motion reversal of the near-trench area right after the 2011 Mw 9 Tohoku-oki earthquake demonstrates the dominance of viscoelastic relaxation of coseismically induced stresses. To understand the importance of incorporating viscoelasticity in afterslip determination, we employ biviscous Burgers mantle rheology and use finite element models to explore how viscoelastic relaxation in short-term postseismic deformation is controlled by various geometrical and rheological factors. Our results indicate that immediately after large megathrust earthquakes (Mw>8.0), viscoelastic deformation should always cause opposing motion of inland and trench areas and subsidence around landward termination of the rupture, although the rate of such postseismic motion depends on local conditions such as the age and hence thickness of the slab and transient mantle viscosity values. While elastic models may be adequate for afterslip estimation for earthquakes of Mw<7.5, neglect of viscoelasticity for larger events leads to overestimate of afterslip downdip of the rupture and underestimate of afterslip at shallower depths. Reassessing shallow afterslip following the 2005 Mw 8.7 Nias earthquake using 2-D viscoelastic models suggests that the actual afterslip may be greater than that estimated using an elastic model by more than 50%. Similarly, interpreting trenchward motion of some seafloor GPS sites following the Tohoku-oki earthquake using a viscoelastic model suggests large shallow afterslip outside of the main rupture area.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
L'étude des rejets asismiques sur des portions d'une faille de méga-chevauchement à la suite d'un puissant séisme de subduction (afterslip) aide à comprendre le comportement des forces de friction sur la faille et fournit des renseignements utiles à l'évaluation du risque associé aux méga-séismes et aux tsunamis. Une des principales difficultés dans ce type d'étude tient au fait que la déformation post-sismique attribuable à la relaxation viscoélastique du manteau peut être confondue avec celle attribuable au « rejet postérieur » (afterslip). Au moyen d'observations géodésiques du plancher océanique, les auteurs montrent que la contribution prédominante de la relaxation viscoélastique peut être établie sans équivoque. Les modèles numériques présentés dans cet article montrent comment et pourquoi les estimations précédemment publiées des « rejets postérieurs » dans le cas des puissants séismes de subduction devraient être révisées.
GEOSCAN ID295645