Dans une récente étude publiée en ligne le 27 mai dernier, le groupe de mécanique des roches de l’ENS Paris s’est intéressé à la rupture par transformation de phase en tant que potentiel mécanisme à l’origine de la sismicité profonde, c’est-à-dire, à plus de 400 km de profondeur. Les séismes profonds sont en effet énigmatiques car ils se produisent à la base de l’asthénosphère, très loin au-delà de la classique transition fragile-ductile, où les roches fluent de manière visqueuse.

L’étude est fondée sur des expériences de déformation à haute pression et haute température durant lesquelles sont enregistrées les émissions acoustiques provenant des échantillons. Ces dernières sont l’équivalent expérimental des séismes à l’échelle de l’échantillon (leur magnitude varie typiquement de –9 à –5). Des échantillons d’olivine synthétique ont été déformés pendant leur transformation en ringwoodite, cette même transformation qui a lieu dans la zone de transition où se produisent les séismes profonds. Les résultats confirment que cette transformation est en effet à l’origine d’instabilités mécaniques qui causent la rupture sismogène des échantillons. Plus important encore, la relation entre la vitesse de déformation des échantillons et la vitesse à laquelle ils se transforment semble contrôler l’apparition de cette instabilité mécanique. Cette relation suggère qu’un tel mécanisme peut également être à l’œuvre dans le manteau terrestre, où les roches se déforment bien plus lentement mais où les vitesses de transformation sont également bien plus lentes.

Pour découvrir l’article:

Julien Gasc, Clémence Daigre, Arefeh Moarefvand, Damien Deldicque, Julien Fauconnier, Blandine Gardonio, Claudio Madonna, Pamela Burnley, Alexandre Schubnel; Deep-focus earthquakes: From high-temperature experiments to cold slabs. Geology 2022; doi: https://doi.org/10.1130/G50084.1