Les dernières recherches menées par des géoscientifiques de l'Université d'Hawaï à Manoa montrent que la faille de San Andreas, qui s'étend sur environ 1 200 kilomètres à travers la Californie, et la faille de San Jacinto au sud sont actuellement dans un état de « stress critique », et le niveau de pression global a atteint le point le plus élevé des mille dernières années, ce qui augmente considérablement la possibilité de forts tremblements de terre sur la côte ouest des États-Unis.

L'équipe de recherche a utilisé des modèles numériques basés sur la physique et combinés avec mille ans de données historiques sur les tremblements de terre pour reconstruire et évaluer les conditions d'accumulation de contraintes des deux principaux systèmes de failles ci-dessus et de leur zone d'intersection, Cajon Pass. Liliane Burkhard, première auteure de l'article et chercheuse à l'Institut de géophysique et de planétologie de l'Université d'Hawaï, a déclaré que les niveaux de contrainte actuels de multiples failles "ont atteint ou dépassé les valeurs les plus élevées observées au cours des mille dernières années", et le système régional pourrait avoir les conditions d'une rupture importante qui traverserait les deux failles majeures de San Andreas et de San Jacinto.

L'étude a proposé le concept de « porte sismique » pour décrire le rôle clé joué par Cajon Gap entre les deux failles majeures. Dans certains cas, lorsqu'une faille présente des contraintes nettement plus élevées qu'une autre, Cajon Gap peut agir comme une « soupape de sécurité », empêchant les ruptures à grande échelle de se propager entre les deux failles, limitant ainsi la taille et la portée d'un seul événement sismique. Cependant, lorsque les niveaux de contrainte des deux failles sont très proches et augmentent simultanément lorsque la rupture se produit, le Cajon Gap peut « ouvrir les vannes », permettant à la rupture de s'étendre sur les deux failles majeures et d'évoluer vers un événement sismique conjoint couvrant une plus grande zone.

Burkhard a souligné que les calculs actuels montrent que la faille de San Andreas, dans le sud de la Californie, n'a pas connu de rupture importante d'une ampleur similaire depuis près de 160 ans depuis le « tremblement de terre de Fort Tejon » de 1857. Au cours de cette période, il y a eu un manque de soulagement des contraintes, ce qui a placé le système « dans un état de charge critique ». Les modèles montrent que dans ce contexte de haute pression qui n'a pas été relâchée depuis longtemps, si les « portes » du Cajon Gap sont ouvertes, les deux failles majeures de San Andreas et de San Jacinto pourraient se rompre simultanément en un seul événement, et des zones densément peuplées comme Los Angeles et San Bernardino seraient confrontées à de graves risques de dégâts sismiques.

La recherche réitère également le mécanisme de base de la tectonique des plaques : dans la zone de faille de San Andreas, les plaques du Pacifique et de l'Amérique du Nord glissent l'une par rapport à l'autre le long de la faille à un rythme d'environ 1 à 2 pouces par an. Lorsque les plaques sont localement "coincées" au niveau de la surface de contact, les contraintes vont continuer à s'accumuler au niveau de ces "points bloqués" jusqu'à ce qu'à un certain moment la surface de fracture glisse soudainement, libérant une énergie énorme et se propageant à la surface sous forme d'ondes sismiques. C'est ce que les gens ressentent comme des tremblements de terre.

L'article compare les différences d'activité sismique dans différents environnements tectoniques. Par exemple, dans la zone de faille de Milun qui s'étend à l'est de Taiwan, il existe un « fluage » continu entre la plaque eurasienne et la plaque de la mer des Philippines. Les résidents locaux peuvent ressentir des centaines de tremblements de terre chaque année, dont la plupart ont des magnitudes comprises entre 3,0 et 5,0. Les tremblements de terre plus importants sont relativement rares. S'appuyant sur sa propre expérience de vie dans le nord de Taiwan, l'auteur a souligné que des vibrations aussi fréquentes mais à petite échelle signifient que des contraintes régionales sont régulièrement libérées, réduisant ainsi la possibilité d'un très grand « super tremblement de terre ».

En revanche, certaines sections de la faille de San Andreas n’ont pas connu de ruptures à grande échelle depuis longtemps et la pression continue de s’accumuler en profondeur. Du point de vue de la communauté scientifique, un « grand tremblement de terre » n’est plus une question de « si cela se produira », mais une question de « quand cela se produira ». Les chercheurs soulignent que leur travail ne constitue pas une prédiction d’heures spécifiques de séisme, mais un modèle quantitatif rigoureux visant à fournir une référence de scénario plus claire pour l’évaluation des risques sismiques, la planification des infrastructures et la préparation aux situations d’urgence pour des millions de personnes.

Burkhard a déclaré que les simulations basées sur la physique fournissent un outil important pour comprendre les relations de couplage de contraintes entre différents segments de faille, aidant ainsi à clarifier le rôle de nœuds clés comme Cajon Gap dans la détermination de la taille et du chemin des ruptures. Elle a noté que lorsque les systèmes de défaillance dans leur ensemble sont « chargés de manière critique », les agences de gestion des urgences et d'infrastructure doivent prendre au sérieux une variété de scénarios potentiels, et tout, des codes du bâtiment à la planification de la résilience urbaine, devrait intégrer la possibilité de ruptures combinées aussi importantes.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth, et les informations pertinentes sont publiées par l'Université d'Hawaï. L'équipe de recherche estime que même si la science actuelle est encore incapable de prédire avec précision l'heure et le lieu des tremblements de terre, en améliorant continuellement les modèles et en accumulant des données d'observation, les humains peuvent avoir « une longueur d'avance » en matière de reconnaissance des risques et de prévention et de contrôle des catastrophes, en fournissant davantage d'aide à la prise de décision fondée sur des données probantes pour les villes de la côte ouest des États-Unis et même dans les zones sismiques du monde entier.