Une étude menée par l'Université d'Arizona a utilisé les cernes des arbres pour déterminer que les basses terres de Puget, dans l'ouest de l'État de Washington, ont connu des tremblements de terre majeurs il y a environ 1 000 ans en raison de failles peu profondes interconnectées. Cela révèle des risques potentiels pour les résidents actuels de la région et suggère que les modèles de dangers actuels pourraient nécessiter une révision. Les résultats pourraient avoir des implications sur la préparation aux tremblements de terre dans la région.

En février de cette année, un séisme de magnitude 7,8 a frappé la frontière entre la Turquie et la Syrie, suivi neuf heures plus tard par un autre tremblement de terre presque de même magnitude. Des failles peu profondes situées à moins de 18 milles sous la surface se sont déformées et rompues, provoquant de violents tremblements de terre concentrés qui ont rasé des milliers de bâtiments et tué des dizaines de milliers de personnes.

Une rupture de faille peu profonde similaire s'est produite dans les basses terres de Puget, dans l'ouest de l'État de Washington, il y a environ 1 000 ans, selon une nouvelle recherche menée par l'Université de l'Arizona. Les cernes des arbres ont permis de déterminer si le tremblement de terre s'est produit à la fin de 923 ou au début de 924 après JC. Leurs résultats suggèrent qu'un autre événement sismique pourrait à nouveau ébranler la région, qui abrite aujourd'hui plus de 4 millions d'habitants, dont Seattle, Tacoma et Olympia. Les résultats ont été publiés dans la revue Science Advances.

Les chercheurs ont découvert que l'ancien séisme avait soit rompu toutes les failles peu profondes de la région, produisant un séisme d'une magnitude estimée à 7,8, soit qu'il s'agissait d'une série de séismes jumeaux d'une magnitude estimée à 7,5 et 7,3, comme cela s'est produit en Turquie et en Syrie. Les failles peu profondes provoquent généralement des secousses plus fortes et plus concentrées que les tremblements de terre produits par d'autres formations géologiques.

Le lac Price, dans l'est des montagnes Olympic, s'est formé lorsque la faille Saddleback a intercepté un ruisseau et inondé la forêt. L'auteur principal Bryan Black et son équipe de plongeurs ont utilisé des tronçonneuses hydrauliques sous-marines pour collecter des échantillons. Source : Noir

Bien que les tremblements de terre ne soient pas nouveaux dans le nord-ouest du Pacifique, cette étude a révélé que les événements sur ces failles peu profondes sont liés les uns aux autres d'une manière ou d'une autre, soit par des connexions souterraines, soit par le transfert de contraintes d'une faille à une autre. Les modèles de risques régionaux utilisés pour développer des conceptions et des politiques techniques ne reflètent pas encore cette possibilité, mais ils devraient le faire, a déclaré Bryan Black, auteur principal et professeur agrégé de dendrochronologie au laboratoire de recherche sur les cernes des arbres de l'Université d'Arizona.

Les scientifiques ont découvert des failles peu profondes dans la région depuis la découverte de la faille de Seattle dans les années 1960, suivie par la faille de Saddleback et les failles de Tacoma et d'Olympia le long des contreforts orientaux des montagnes Olympic.

Les quatre failles peu profondes montrent des ruptures survenues il y a environ 1 000 ans lors d'un tremblement de terre connu sous le nom d'essaim de tremblements de terre du millénaire. Par exemple, des falaises de 25 pieds sont projetées dans les airs depuis l’ouest de Seattle jusqu’à Puget Sound. Cela a également déclenché des tsunamis et des glissements de terrain locaux qui ont arraché des forêts entières à flanc de colline et les ont déversées dans les lacs Washington et Sammamish à proximité. Jusqu’à présent, les scientifiques ne savaient pas exactement quand et comment ces failles se sont rompues pour la dernière fois.

"Ces tremblements de terre pourraient se produire au même moment, ils pourraient être espacés de plusieurs heures ou de centaines d'années. Nous n'en sommes pas sûrs", a déclaré Black. Alors il se tourna vers les arbres.

Chaque année, un anneau pousse sur le tronc d'un arbre. La largeur des cernes de croissance dépend du climat dans lequel ils ont vécu. Des conditions climatiques favorables signifient des cernes de croissance plus larges, et des conditions climatiques défavorables signifient des cernes de croissance plus minces. À mesure que le climat change d’année en année, il agit comme un code-barres pour la croissance des arbres dans une zone donnée, formant des modèles spécifiques au temps.

Un dendrologue peut faire correspondre ces schémas de croissance des arbres morts à ceux des arbres vivants. S'il y a chevauchement avec des arbres vivants, les dates exactes de survie et de mort de l'arbre mort peuvent être déterminées. C'est la méthode utilisée pour déterminer quand les arbres détruits par les tremblements de terre dans la région de Puget Sound sont morts.

En 2021, Black s'est rendu dans les montagnes du nord-ouest du Pacifique pour participer à la récolte des souches d'arbres mortes lorsque les ruisseaux bloqués par la faille de Ma'anshan ont inondé la forêt. Aujourd’hui, le lac et ces souches d’arbres noyées existent toujours.

L'équipe a attaché deux canoës ensemble et posé un gros morceau de contreplaqué sur les deux canoës, créant ainsi une barge de fortune sur laquelle un générateur pourrait être placé pour alimenter une scie à chaîne sous-marine. Grâce à ces appareils, les plongeurs peuvent sauter dans l'eau et couper des échantillons d'arbres qui ont été tués lorsque le groupe d'arbres millénaires a formé le lac. Black et son équipe ont également prélevé des tranches d'arbres voisins qui sont morts dans un éboulement qui a inondé un ruisseau et inondé le lit de la rivière voisine. Ils ont également obtenu des échantillons de tranches d'arbres prélevées il y a plus de 30 ans et submergées dans les lacs Washington et Sammamish par des glissements de terrain lors d'un tremblement de terre massif sur la faille de Seattle.

Black a comparé les schémas de croissance des arbres et a constaté que les arbres sont morts exactement les mêmes années sur les failles de Saddleback et de Seattle. Il a également constaté que ces arbres mouraient pendant la période de dormance, ce qui réduisait le moment de la mort - c'est-à-dire le moment du tremblement de terre - à la fin de l'automne et au début du printemps.

Afin de déterminer l’année exacte de la mort des arbres, l’équipe de recherche a établi une chronologie de 1 300 ans à partir d’arbres vivants mais très vieux. Après l'avoir comparé aux arbres morts lors du tremblement de terre, ils ont découvert que la période de dormance de la mort des arbres s'étendait de la fin de 923 au début de 924.

"Notre équipe a également eu la chance qu'une tempête solaire massive se soit produite entre 774 et 775, provoquant une augmentation soudaine du radiocarbone dans le monde", a déclaré Charlotte Pearson, professeure agrégée de dendrochronologie et co-auteure. "Les fluctuations du radiocarbone, comme le climat, peuvent être utilisées pour dater les cernes des arbres." Nous avons mesuré le radiocarbone dans les cernes des arbres détruits par des tremblements de terre, et les résultats ont montré que le pic s'est produit exactement là où nous pensions qu'il aurait dû se produire. Cela a confirmé de manière indépendante leurs dates de tremblement de terre. "

"Prises ensemble, ces preuves nous montrent que ces arbres dans toute la région sont morts ensemble et qu'il s'agissait en fait d'un événement lié", a déclaré Black. "Nous avons réduit l'incertitude sur ces deux failles des décennies ou des siècles passés à une seule saison. Si les tremblements de terre sur ces deux failles étaient espacés de 100 ans au lieu de 100 heures, ce serait une histoire très différente. Démontrer que ces failles peuvent se rompre simultanément ou en succession rapide change vraiment notre compréhension des risques dans la région. "

Cependant, les modèles de risques actuels ne reconnaissent pas encore la possibilité de défauts corrélés.

"Si la faille de Saddleback et la faille de Seattle frappaient en même temps, cela serait comparable au tremblement de terre de San Francisco en 1906", a déclaré Black. "Ou, comme les tremblements de terre en Turquie, ils pourraient se produire consécutivement. Si tel était le cas, les infrastructures et les paysages déjà affaiblis par un tremblement de terre seraient dévastés par un deuxième. Cela serait tout de même assez destructeur : faisant remonter les conduites d'eau, coupant les routes, déclenchant des glissements de terrain et des tsunamis localisés."

Heureusement, dit-il, plus les tremblements de terre sont importants et graves, moins ils se produisent. Ainsi, même si des tremblements de terre de cette ampleur peuvent causer des dégâts dans la région, ils sont relativement rares.