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TitreCrustal deformation following great subduction earthquakes controlled by earthquake size and mantle rheology
AuteurSun, T; Wang, K; He, J
SourceJournal of Geophysical Research, Solid Earth vol. 123, issue 6, 2018 p. 5323-5345, https://doi.org/10.1029/2017JB015242
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180074
ÉditeurAmerican Geophysical Union
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1029/2017JB015242
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
Sujetsséismologie; secousses séismiques; magnitudes des séismes; zones de subduction; déformation; manteau terrestre; rhéologie; viscosité; réseau de contraintes; géologie du substratum rocheux; caractéristiques structurales; failles; mouvements de la croûte; evolution de la croûte; établissement de modèles; modèles; géodésie; géophysique; tectonique; géomathématique
Illustrationslocation maps; 3-D models; time series; models; tables; geoscientific sketch maps; graphs
ProgrammeRisques géologique du tremblement de terre, Géoscience pour la sécurité publique
Diffusé2018 06 09
Résumé(disponible en anglais seulement)
After a great subduction earthquake, viscoelastic stress relaxation causes opposing motion of Earth's surface in the strike-normal direction, with the dividing boundary located roughly above the downdip termination of the rupture. As the effect of the viscoelastic relaxation decays with time, the effect of the relocking of the megathrust becomes increasingly dominant to cause the dividing boundary to migrate away from the rupture zone, eventually leading to wholesale landward motion. The evolution of the postseismic deformation is controlled not only by mantle viscosity but also by the size of the earthquake. Large coseismic fault slip induces greater stress perturbation that takes a longer time to relax, and a greater rupture length along-strike results in a pattern of postseismic viscous mantle flow less efficient for stress relaxation. Here we employ spherical-Earth finite element models of Burgers rheology to quantify postseismic deformation processes for ten 8.0 less-than-or-equal-to Mw less-than-or-equal-to 9.5 subduction earthquakes. Using geodetic data as constraints, we reconstruct spatiotemporally continuous evolution of the postseismic deformation following each earthquake. We comparatively examine the "reference time" when the dividing boundary of the opposing motion passes through the map view location of the 50-km depth contour of the subduction interface. Our results suggest a positive dependence of the reference time on earthquake size, although site- and/or event-specific factors such as subduction rate, afterslip, and postseismic locking state of the megathrust also affect the evolution. Upper mantle viscosities constrained by available geodetic observations show somewhat different values between subduction zones located far from one another.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Comprendre les dangers des tremblements de terre de type mégachevauchement dans la zone de subduction, tels que ceux qui menacent la côte ouest du Canada, nécessite de comprendre la déformation de la croûte terrestre tout au long des cycles sismiques. De telles informations ne peuvent être obtenues qu'en étudiant de manière comparative les observations des séismes de subduction dans le monde entier. Dans cette étude, nous nous intéressons à la phase postséismique de la déformation. En synthétisant les observations géodésiques de 10 grands tremblements de terre à mégachevauchement (magnitude 8 et plus) et en modélisant leur déformation postséismique, nous constatons que la durée de la déformation postséismique est à peu près proportionnelle à la taille du séisme.
GEOSCAN ID308278