publié par le CNRS en  2005 :

Déformation lithosphérique et phénomène de subduction

Un « savoir sphère » séculaire

Le phénomène d'enfoncement d'une plaque sous une autre est appelé « subduction », littéralement « conduire sous ». Serge Lallemand, directeur du Laboratoire « Dynamique de la lithosphère », nous en explique la mécanique et précise la relation qui peut exister entre zone de subduction et séisme.

Pouvez-vous décrire le mécanisme de subduction ?
Serge Lallemand. On sait depuis les années 1960 que les fonds océaniques sont en expansion. La croûte océanique qui constitue la partie la plus superficielle des plaques océaniques prend naissance le long des dorsales par extraction de magma depuis le manteau. Une fois formées, les plaques dérivent puis disparaissent sous les continents et archipels, retournant ainsi à leurs origines. Dans plus de 80 % des cas, la plaque qui passe dessous est de type océanique (créée à partir d'une dorsale), on parle de subduction océanique. Il arrive néanmoins (presque 20 % des cas) que des plaques continentales s'enfoncent sous d'autres plaques continentales. On parle alors de subduction continentale. L'Inde passant sous le Tibet au front de l'Himalaya en est un exemple.

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© Jacques Malavieille et Serge Lallemand.

Convergence « à problèmes » entre la plaque Philippine et la plaque Eurasie dans la région de Taiwan. L'interaction complexe entre les plaques est responsable de la déformation intense et de l'activité sismique au voisinage de l'île de Taiwan.

Quel est le rapport entre subduction et séisme ?
S. L. Les séismes naissent du frottement entre les plaques. Dans le cas des zones de subduction, les plaques sont animées d'un mouvement de convergence de quelques centimètres par an en moyenne que l'on peut considérer comme constant et inexorable à l'échelle du million d'années. Le glissement à l'interface entre les deux plaques qui convergent en revanche n'est pas constant. Pour simplifier, on peut dire que de longues phases de collage entre les plaques (de l'ordre de la centaine d'années) alternent avec des phases brèves de glissement (de l'ordre de la minute) générateur de séisme durant lesquelles la quantité de convergence accumulée (de l'ordre du mètre) en déformant le bord des plaques (à la manière d'un caoutchouc) est restituée sous forme d'un glissement (le caoutchouc comprimé se relâche).

Les séismes sont-ils plus importants dans les zones de subduction ?
S. L. Contrairement aux zones d'expansion océanique le long desquelles les séismes ne dépassent pas en général des magnitudes de 5, les zones de subduction concentrent l'essentiel de l'activité sismique de la planète (90 % dont 80 % autour du Pacifique). On connaît historiquement des séismes qui ont atteint des magnitudes supérieures à 9 (deux au siècle dernier au large du Chili et de l'Alaska ; et déjà un en ce début de siècle au large de Sumatra). Il faut savoir qu'un séisme de magnitude 9 libère 30 fois plus d'énergie qu'un séisme de magnitude 8, soit 900 fois plus qu'un séisme de magnitude 7 et ainsi de suite. Pour faire bonne mesure, l'activité volcanique est omniprésente le long des zones de subduction et aérienne (contrairement aux dorsales), donc potentiellement dangereuse pour l'homme. Enfin, les zones de subduction sont un lieu d'affrontement entre plaques souvent générateur de chaînes de montagnes en croissance et donc de glissements de terrains.

Une zone de subduction située entre Taiwan et le Japon pourrait générer de gros séismes. Y a-t-il un projet d'étude dans cette région ?

© Jacques Malavieille.

La faille responsable du séisme de Chichi (21 septembre 2001, magnitude 7,6) traverse Feng-Yuan : un village de Taiwan comme l'indiquent les destructions visibles sur cette photo. Le flanc de colline situé à gauche vient chevaucher la partie droite de la photo. Ce séisme a causé près de 2500 victimes à Taiwan.

S. L. Le Japon a fait l'objet d'études approfondies depuis au moins une vingtaine d'années. Les équipes françaises étaient d'ailleurs très impliquées dans ces projets. On attend en effet un séisme majeur près de l'extrémité nord de la zone de subduction. Les Japonais s'y préparent et tentent d'en comprendre le mécanisme. Cette zone de subduction qui permet à la plaque Philippine de s'enfoncer sous la plaque Eurasiatique s'étend sur plus de 2 000 km et vient buter contre l'île de Taiwan plus au sud. Là aussi, la sismicité est intense et l'on envisage actuellement le risque qu'un séisme de magnitude 8 ou plus survienne. Les caractéristiques de cette subduction rappellent en plusieurs points celles de Sumatra. Des équipes françaises et américaines collaborent depuis des années avec leurs homologues taiwanais pour monter des programmes d'exploration océanique en vue de préciser les modalités d'une rupture éventuelle.

http://www2.cnrs.fr/presse/thema/751.htm