Le 4 septembre 2022, Hayato Ueda, géologue de l'Université de Niigata, et le pilote Chris May se sont lancés dans un voyage sous-marin au cœur de la fosse du Japon, l'épicentre du tremblement de terre et du tsunami de Tohoku en 2011. Ils ont plongé au fond de la tranchée de 7 500 mètres de profondeur et ont rencontré une falaise presque verticale de 26 mètres de haut sur le côté est d'une crête de 60 mètres de haut.
Des mesures bathymétriques antérieures depuis la mer ont montré que la crête n'existait pas auparavant et n'est apparue qu'après un tremblement de terre majeur, avec des failles sur son côté est. Par conséquent, lui et ses collègues sur le pont ont conclu que les falaises étaient des manifestations superficielles du mouvement de résonance de la faille. La falaise est composée de boue molle non consolidée. Les pentes inférieures à la falaise sont occupées par de grandes quantités de clastes de blocs de boue molle, apparemment dérivés de la falaise. Les surfaces de fracture abruptes et les bords angulaires observés sur les falaises et les blocs clastiques suggèrent que les contraintes ont rapidement augmenté avant que l'écoulement plastique du limon ne se produise, fracturant le limon, soutenant ainsi une origine cosismique des falaises.
Le véhicule traverse les crêtes de failles et utilise des transpondeurs acoustiques et des manomètres pour mesurer avec précision le terrain. La hauteur de la crête et l'ampleur du soulèvement indiquent que la faille de la fosse du Japon présente un glissement cosismique allant jusqu'à 80 à 120 mètres (la valeur dépend du pendage supposé de la faille sous-jacente).
Cette estimation est plus grande que les estimations précédentes du glissement de faille (environ 65 mètres) le long de la pente du côté ouest de l'axe de la tranchée. Ils pensent que la raison du glissement excessif des failles dans la tranchée est que la surface supérieure de la plaque subductrice du Pacifique est inégale, ce qui modifie la géométrie et la stabilité de la faille, entraînant une amélioration locale du glissement des failles.
Le tremblement de terre massif de 2011 a été provoqué par la rupture et le glissement de la faille limite de plaque entre la partie nord-est de l'île Honshu au Japon (plaque d'Okhotsk) et la plaque Pacifique en subduction. Après le tremblement de terre, de nombreuses études géodésiques et géophysiques ont suggéré que ce mouvement de faille résonante s'était probablement propagé dans la tranchée. Étant donné que les changements topographiques provoqués par le mouvement des failles proches de la surface sont l’une des principales causes des tsunamis, il est important de comprendre avec précision les conditions dans les tranchées profondes lorsque le séisme de type tranchée de 2011 s’est produit. Cependant, en raison de la profondeur de l'eau, aucun submersible (véhicule piloté ou télécommandé) n'a pu accéder au fond de la fosse du Japon.
Cette étude est la première à observer, enregistrer visuellement et mesurer avec précision les changements dans la topographie des tranchées (y compris les escarpements de failles) provoqués par un grand séisme de type tranchée. Ces résultats de recherche nous aideront à comprendre les causes et les dangers des tsunamis déclenchés par des tremblements de terre de type tranchée.
Source compilée : ScitechDaily