Coupe transversale: zone de subduction de Cascadia image agrandie [JPEG, 12.8 ko, 400 X 279, avis]

La plaque tectonique de Juan de Fuca se déplace vers l'est et elle rencontre la plaque tectonique de l'Amérique du Nord, qui se déplace vers l'ouest, la zone de contact entre les deux plaques tectoniques s'appelle la zone de subduction de Cascadia, elle est situé au large de la côte Ouest du canada et des états-Unis. Périodiquement (environ à tous les 500 ans) des tremblements de terre de subduction de grande amplitude (mégacharriages) dénotent un glissement catastrophique de la plaque de Juan de Fuca sous la plaque de l'Amérique du Nord. Dans l'intervalle entre ces grands séismes, la plaque Juan de Fuca continue de tenter, sans succès, de glisser sous la plaque de l'Amérique du Nord. Il en résulte que les roches sont écrasées ou comprimées et soulevées tout le long de zone de contact entre les plaques. Savoir où et à quel taux les roches sont soumises aux contraintes nous permet d'estimer la largeur et la longueur approximative de la faille qui décrochera lors du prochain grand séisme de subduction. Il est également utile de déterminer les variations de déformation dans la zone de subduction pour savoir comment et où la contrainte crustale varie dans la plaque de l'Amérique du Nord sus-jacente. Cette évolution des contraintes peut mener à de grand tremblements de terre crustaux dans le sud-ouest de la Colombie-Britannique et dans le nord-ouest de l'état de Washington.

Zone de subduction figée

Les séismes de subduction (les méga-séismes) sont une des étapes du cycle subduction-chevauchement-séisme. Durant la période inter-sismique, entre les méga-tremblements de terre, les roches sont continuellement soumises à la déformation. L'écrasement, l'étirement et le soulèvement des roches sont mesurés de deux manières : 1) d'après le lent déplacement de points de repères à la surface par rapport à des points de repères à l'intérieur du continent et, 2) en mesurant la variation du champ gravitationnel en fonction du temps à ces mêmes points repères. La première méthode consiste en mesures quotidiennes en continu de position et utilise un réseau permanent de récepteurs du GPS (Global positionning system) qui s'appelle le Réseau de mesure des déformations de l'Ouest du Canada (WCDA pour Western Canada Deformation Array). La deuxième méthode consiste en mesures répétées par une technique dite de Gravimétrie absolue. On mesure la variation de la pesanteur en des points sélectionnés afin d'obtenir une confirmation additionnelle de nos interprétations. De plus, il est concevable qu'en certains points, un changement de la pesanteur soit la seule indication d'une déformation en cours.

Carte de la zone de subduction Cascadia image agrandie [GIF, 42.0 ko, 400 X 557, avis]

Les méthodes que nous venons de mentionner sont des techniques géodésiques de haute précision qui n'ont que récemment atteint le niveau d'exactitude requis. Une autre méthode, nommée Radiointerférométrie à très longue base (RILB), utilise le système de référence le plus fondamental disponibe : les quasars intergalactiques. Une version de ce système est actuellement en développement au Canada dans le cadre d'une initiative concertée qui fait intervenir un grand nombre d'organismes scientifiques canadiens : Levés géodésiques du Canada, l'Institut de science terrestre et spatiale (ISTS), le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et la Commission géologique du Canada.

Il existe un certain nombre d'autres manières de mesurer la déformation de la croûte terrestre : 1) l'arpentage répété d'anciens réseaux géodésiques, 2) l'arpentage répété d'anciennes lignes de nivellement, 3) l'arpentage répété de réseaux gravimétriques, et 4) la mesure des variations du niveau moyen de la mer (NMM). Toutes les mesures de haute précision utilisées dans le cadre de l'étude de la déformation crustale sont faites en collaboration avec les Levés géodésiques du Canada, tandis que les études sur le niveau moyen de la mer sont faites en collaboration avec le Service hydrographique du Canada.

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À l'aide de plusieurs satellites GPS (Global Positioning System) et d'un réseau de récepteurs GPS permanents au sol, le mouvement relatif de points choisis sur la surface de la Terre peut être suivi avec une précision de quelques millimètres par an. Sur ce diagramme, les flèches représentent la vitesse annuelle et la direction du déplacement de certains sites du Réseau de mesure des déformations de l'Ouest du Canada (WCDA) par rapport à un site de référence près de l'Observatoire fédéral de radioastrophysique au sud de Penticton. Les points situés sur le bord externe de la marge nord-américaine, qui recouvre la bande de solidarisation de la zone de subduction Cascadia, se déplacent à une vitesse de plus de 10 mm/an vers le nord-est. Le fait que les points situés sur le continent se déplacent à une vitesse au plus deux fois moindre indique que la marge externe est en train d'être lentement comprimée, comme un ressort géant. Lorsque le prochain grand séisme se produira, toute l'énergie accumulée dans cette compression sera libérée et la côte externe du Sud de l'île de Vancouver se déplacera vers le sud-ouest sur une distance qui pourra aller jusqu'à 5 mètres.

On accumule constamment des preuves que des méga-séismes (m > 8) surviennent régulièrement dans la région de Cascadia ; (voir méga-séismes). En plus de ces événements majeurs, de grands tremblements de terre crustaux (m > 6), qui causent beaucoup de dommages, surviennent dans cette région comme l'indiquent les tremblements de terre de 1918 (m = 7,0) et de 1946 (m = 7,3) sur le centre de l'île de Vancouver ainsi que l'événement de 1872 dans nord de l'état de Washington (m = 7,3).