Plan de Wadati-Benioff

Le plan de Wadati-Benioff (transcription correcte Plan de Wadachi-Benioff) est la surface plus ou moins complexe formée par la distribution des hypocentres des séismes associés à une subduction.

La zone de Wadati-Benioff sous les Petites Îles de la Sonde
1. Latitude en degré
2. Profondeur des hypocentres en km

Cette courte définition peut sembler étrange. En effet, le plan de Wadati-Benioff se définit en décrivant les effets du phénomène de subduction, plutôt que sa cause. Il a été observé d'abord par Kiyoo Wadachi du Central Meteorological Observatory en 1935^[1],[2] puis dans une étude plus systématique de cette distribution particulière de la sismicité par Hugo Benioff en 1949^[3]. Or, la théorie de la tectonique des plaques, qui fournit un cadre général pour expliquer ce phénomène, n'apparaît que durant les années soixante.

Ce plan montre une disposition remarquable des foyers sismiques. Les séismes superficiels (dont la profondeur du foyer n'excède pas 100 km) sont les plus fréquents. Ils se localisent essentiellement entre la fosse et la zone volcanique. Les séismes plus profonds ont une caractéristique remarquable : la profondeur de leurs foyers augmente lorsque l'on s'éloigne de l'arc magmatique. Une étude systématique montre que ces foyers se répartissent selon un plan.

Le point le plus remarquable de ce plan est qu'il ne devrait pas exister. En effet, les tremblements de terre nécessitent un comportement fragile du milieu pour se produire. À partir de 50 km de profondeur, la pression et la température ne devraient pas permettre un tel mécanisme^[4]. Pourtant, des séismes sont localisés jusqu'à une profondeur d'environ 670 km, correspondant à la limite entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. Aucune observation de sismicité dans la plaque subductée ou slab n'a été faite au-delà de cette limite. La discussion sur les mécanismes expliquant l'existence de séismes profonds est toujours d'actualité (bien que l'on pense actuellement qu'ils seraient liés à l'existence de marges actives, quand une plaque glisse sous une autre lors d'une subduction) ^[5] ainsi que sur leur type de mécanisme ^[6]. Le seul consensus actuel est l'existence d'une dépendance du mécanisme en fonction de la profondeur.

Sources

• Howell Benjamin (1990). An introduction to seismological research. History and development. Cambridge University Press. New-York. (ISBN 0521385717).
• Stein Steth and Michael Wysession (2002). An introduction to seismology, earthquakes and earth structure. Blackwell Publishing Ltd. (ISBN 0865420785).

Notes et références

1. Wadati K. (1935). On the activity of deep focus earthquakes in the Japan islands and neighbourhoods. Geophysical Magazine, 8,305–325.
2. Suzuki Yasumoto (2001). Kiyoo Wadati and the path to the discovery of the intermediate-deep earthquake zone. Episodes, 24, 118-123.
3. Benioff Hugo (1949). Seismic evidence for fault origin of ocean deeps. Bull. Geol. Soc. Am., 60, 1837-1856
4. Green H. W. and H. Houston (1995). The mechanics of deep earthquakes. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 23,169–213.
5. Persh Steven E. and Heidi Houston (2004). Strongly depth-dependent aftershock production in deep earthquakes. Bull. Seismo. Soc. Am., 94, 1808–1816. doi:10.1785/012003191
6. Frohlich Cliff (1994). Earthquakes with non-double-couple mechanisms. Science, 264, 804. doi:10.1126/science.264.5160.804

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