Aperçu géologique rapide après le séisme du 27 février 2010 au large du Chili, au Nord de Concepcion

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Tristan Ferroir

ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

27/02/2010

Résumé

Données rapides et rappel du contexte géodynamique du tremblement de terre du Chili, le 27/02/2010.


Un très fort séisme a secoué le Chili ce samedi 27 février 2010 à 06h34 GMT (soit à 03h34 heure locale, et 07h34 heure de Paris). Son épicentre est proche des côtes du Chili, environ 325 km au Sud-Ouest de Santiago et à 115 km au NNE de Concepcion. Quelques heures après ce séisme, une première série de données, complétée par la suite, est proposée.

Données de différents observatoires

Présentons tout d'abord les données fournies dans les heures qui ont suivi le séisme par le réseau national de surveillance sismique (RénaSS) et l'USGS ( US Geological Survey ).

Les différences plus ou moins importantes dans la magnitude et la localisation s'expliquent par le fait que les données présentées sont calculées à partir des premiers enregistrements sismiques disponibles, avec parfois des procédures partiellement automatisées. Le nombre de données sismiques et la distance à l'épicentre sont deux facteurs essentiels pour obtenir des résultats précis.

Tableau 1. Magnitude, localisation de l'épicentre, profondeur et localisation générale du séisme du 27/02/2010 au large du Chili

 

Magnitude

latitude

longitude

profondeur

localisation

RéNaSS

8,2

35,80°S

73,00°W

-

au large du Chili

USGS

8,8

35,846°S

72.719°W

35 km

325 km SW Santiago


Le RéNass et l'USGS permettent aussi de suivre les répliques. Plusieurs répliques de magnitude supérieure à 5 ont eu lieu, la première, moins de 20 minutes après le séisme majeur avait une magnitude de 6,2.

L'USGS propose ses documents "classiques" pour ce séisme : localisation de l'épicentre, résumé, cartes historiques, tenseur des contraintes.

Ce séisme est très "puissant" : plus de 50 fois plus que le séisme d'Haïti de janvier 2010, et 8 fois plus que le séisme du Sichuan de mai 2008. Il reste cependant 5 fois moins puissant que le séisme de Valdivia (Chili, 22 mai 1960, M=9,5), le plus puissant séisme enregistré depuis le développement des réseaux sismiques.

Le séisme dans son contexte tectonique

Le Chili a une histoire sismique longue avec de nombreux séismes de magnitude importante, il connaît en moyenne un séisme de magnitude 8 tous les 8 ans. Depuis 1973, il y a eu 13 séismes de magnitude supérieure à 7. Le séisme du 27 février 2010 s'est produit à environ 230 km au Nord de la région où a eu lieu le plus gros séisme "enregistré" connu de Valdivia en 1960 (22 mai, M=9,5). Ce séisme de 1960 avait tué 1655 personnes au Chili et avait provoqué un énorme raz de marée dans tout le Pacifique. Approximativement 870 km au Nord de l'épicentre du séisme d'hier se trouve l'épicentre d'un séisme de magnitude 8,5 qui eut lieu en 1922 (11 novembre) et qui engendra aussi un raz-de-marée important.

La carte de localisation suivante replace le séisme dans le contexte local, la subduction de la plaque Nazca (Pacifique Sud-Est) sous la plaque Sud-américaine.

Figure 1. Localisation de l'épicentre du séisme du 27/02/2010 au large du Chili

Localisation de l'épicentre du séisme du 27/02/2010 au large du Chili

Le point rouge localise l'épicentre du séisme. Le tenseur des contraintes représenté est issu des données de l'USGS.

Le tenseur des contraintes (mécanisme au foyer) est compatible avec un fonctionnement de faille inverse selon un plan de direction N170.


La coupe suivante, montre la localisation de l'épicentre du séisme, dans la partie supérieure, ou au sommet, de la plaque en subduction.

Figure 2. Localisation en coupe de l'épicentre du séisme du 27/02/2010 au large du Chili

Localisation en coupe de l'épicentre du séisme du 27/02/2010 au large du Chili

L'étoile correspondant au séisme du 27 février 2010 replacé parmi les séismes historiques. Les couleurs indique la gamme de profondeur de l'épicentre.


Le Chili se trouve en bordure Ouest de la plaque Sud-américaine, sous laquelle entre en subduction la plaque Nazca (qui forme la partie Sud-Est de l'océan Pacifique) à une vitesse de l'ordre de 8 cm/a. On pourra comparer le contexte à celui du séisme de novembre 2007 à la Martinique.

Le tenseur des contraintes (voir figure 1) découpe l'espace en quatre quadrants, deux blancs (zones de "pression") et deux noirs (zones en "tension"). La direction de raccourcissement est contenue dans les quadrants blancs. Les quadrants sont délimités par deux plans, qui définissent deux plans potentiels de failles le long desquelles ont eu lieu les déplacements à l'origine du tremblement de terre. Ici, deux plans N170 (quasi-"Nord-Sud") apparaissent. L'un à pendage faible (~10-20°) vers l'Est, l'autre, à plus fort pendage (~50°) vers l'Ouest. C'est sur l'un de ces deux plans qu'a eu lieu le mouvement de type faille inverse, soit un sous-charriage de Nazca sous l'Amérique du Sud selon le plan penté vers l'Est, soit un mouvement intraplaque Nazca selon l'un des 2 plans potentiels.

Répliques et risques de tsunami

De nombreuses répliques de magnitudes supérieures à 5 ont eu lieu, dont les épicentres délimitent une zone parallèle à la limite de plaque Nazca / Amérique, sur environ 400 km de long et 100 km de large. Ces répliques permettent de définir la zone qui est affectée par la libération des contraintes initiales lors du séisme majeur et aux réajustements postérieurs à l'origine des répliques. Un déplacement de l'ordre de 10 m a été estimé le long du plan de faille.

Figure 3. Le séisme du 27/02/2010 au large du Chili, replacé dans son contexte historique

Le séisme du 27/02/2010 au large du Chili, replacé dans son contexte historique

L'étoile correspondant au séisme du 27 février 2010 replacé parmi les séismes historiques. Le séisme majeur du 27 février et ses répliques sont en jaune. Les couleurs indique la gamme de profondeur de l'épicentre. La taille du cercle indique la magnitude. Les deux zones hachurées correspondent aux zones de mouvement lors des séismes de 1922 (au Nord) et de 1960 (au Sud).


Les mouvements des fonds marins entraînent des mouvements de masses d'eau importantes qui peuvent générer des vagues se propageant dans tout l'océan Pacifique. Un tel phénomène de tsunami avait accompagné le séisme historique de Valdivia du 22 mai 1960, mais aussi d'autres plus récents. Des vagues de 1 à 2 m d'amplitude "supplémentaire" ont été observées. Si la propagation des vagues est relativement aisée à prévoir, des phénomènes locaux peuvent atténuer ou amplifier l'amplitude de la vague initiale. Ainsi, une alerte est lancée sur tout l'océan Pacifique : surveillance, mais aussi évacuation préventive des zones côtières et mise en sécurité des ports, en premier lieu les îles chiliennes de l'archipel Juan Fernadez et, bien plus à l'Ouest, île de Pâques.

Figure 4. Modélisation de la propagation du tsunami consécutif au séisme du 27/02/2010 au large du Chili

Modélisation de la propagation du tsunami consécutif au séisme du 27/02/2010 au large du Chili

Animation simplifiée. La propagation est aisée à décrire, connaissant la profondeur de l'océan et la position des îles. L'amplitude des vagues sur les côtes est plus difficile à prévoir avec une aussi bonne précision.


Mise à jour le 2 mars de la version du 27 février 2010, détaillant certaines données à partir, entre autres, de l'article de Tristan Ferroir le séisme du Chili du 27 février 2010 édité et mis à jour sur son site personnel.