| Titre | Stable forearc stressed by a weak megathrust: mechanical and geodynamic implications of stress changes caused by the M=9 Tohoku-Oki earthquake |
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| Auteur | Wang, K ; Brown,
L; Hu, Y; Yoshida, K; He, J; Sun, T |
| Source | Journal of Geophysical Research, Solid Earth vol. 124, issue 6, 2019 p. 6179-6194, https://doi.org/10.1029/2018JB017043 |
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| Année | 2019 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180417 |
| Éditeur | American Geophysical Union (AGU) |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1029/2018JB017043 |
| Media | papier; en ligne; numérique |
| Formats | pdf (Adobe® Reader®) |
| Région | Tohoku; Honshu; Océan Pacifique |
| Lat/Long OENS | 139.0000 145.0000 40.5000 36.0000 |
| Sujets | secousses séismiques; magnitudes des séismes; mécanismes de tremblement de terre; antécédents tectoniques; éléments tectoniques; subduction; déformation; détermination des contraintes; réseau de
contraintes; géodynamiques; modèles; gravité; géologie du substratum rocheux; caractéristiques structurales; failles; zones de subduction; pressions interstitielles; Plaque du Pacifique; tectonique; Sciences et technologie; Nature et
environnement |
| Illustrations | modèles; cartes géolscientiques généralisées; cartes de localisation; profils; mécanismes au foyer; représentations schématiques; graphiques |
| Programme | Géoscience pour la sécurité publique Risques géologique du tremblement de terre |
| Diffusé | 2019 05 31 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
Rupture-zone averaged static stress drop in the 2011 M=9 Tohoku?Oki earthquake was less than 5 MPa, but it caused a stress reversal in most of the offshore
forearc, although the reversal is less well constrained far offshore by earthquake mechanisms because of 20- to 30-km errors in event depths. Using a finite element model of force balance, we demonstrate that the stress reversal unambiguously
indicates (1) a very weak subduction megathrust and (2) very low differential stresses in the forearc. Prior to the reversal, the upper limit of megathrust strength could not be determined from forearc stresses. In the forearc, effects of megathrust
friction and gravity are in a fragile balance, and stresses fluctuate around a neutral state in earthquake cycles. If most of the offshore forearc is to be compressive before but extensional after the earthquake, the effective friction coefficient of
the megathrust must be ~0.032. Under low differential stresses associated with megathrust weakness, the forearc is generally well below yielding. Applying the concepts of dynamic Coulomb wedge, we show that the inner wedge, and by inference farther
landward, stays stable throughout earthquake cycles. The outer wedge is stable most of the time but may occasionally enter a critical state during great earthquakes; its geometry suggests that complete stress drop of the underlying shallow megathrust
is unlikely to have happened. We reason that the occurrence of earthquakes and active faulting under low stress in the stable forearc is due to heterogeneities in structure, stress, and/or pore fluid pressure. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
Il est important de connaître les contraintes et la force de la plaque supérieure proche d'une zone de subduction pour comprendre les processus
sismiques et les dangers de séisme dans ce milieu. Dans les travaux présentés, nous utilisons les changements aux contraintes de la croûte terrestre causés par le séisme de Tohoku-Oki de magnitude 9 de 2011 pour établir les limites de l'état des
contraintes dans la région de l'avant-arc. Nos constatations indiquent une contrainte très faible dans l'avant-arc en raison d'un méga-chevauchement de subduction extrêmement faible. À cause de la faible contrainte, la croûte de l'avant-arc est
stable et de manière générale peu susceptible de subir une rupture. La question paradoxale de savoir pourquoi des séismes de la croûte terrestre continuent d'arriver dans une croûte stable dans l'ensemble s'explique par l'hétérogénéité de la croûte
en terme de contrainte, force et pression interstitielle. |
| GEOSCAN ID | 313755 |
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