Un nouveau décryptage scientifique révèle les secrets de la sismicité profonde dans l’Arc de Gibraltar

Située à l'ouest de la mer Méditerranée, la mer d’Alboran est très connue pour son activité sismique fréquente et intense. L'Arc de Gibraltar dessine les contours de cette mer, bordée au nord par les cordillères bétiques et au sud par le massif du Rif.

Au Maroc, Al Hoceima et ses environs enregistrent annuellement un nombre important de secousses. Cette activité est due à l’existence à proximité de la ville d’un nombre important de failles situés dans la mer d’Alboran. Historiquement, la ville a connu plusieurs séismes destructeurs, dont les plus intenses sont ceux de 1994 (magnitude de 5,8 à l’échelle de Richter), 2004 (magnitude 6,2 à l’échelle de Richter) et 2016 (magnitude de 6,3, mais situé au large dans la mer).

Outre ces séismes, la région de l’Arc de Gibraltar enregistre de manière sporadique un nombre important de séismes profonds, dont les épicentres sont alignés des côtes marocaines aux côtes espagnoles. Or, ce nombre important de séismes a donné naissance à diverses théories sur lesquelles il n'y a actuellement pas d’unanimité.

Une récente étude scientifique a essayé de déchiffrer la structure de la microplaque d’Alboran et les origines de la séismicité profonde de la région.

La subduction de la microplaque d’Alboran

La subduction est un phénomène géologique indiquant l’enfoncement d’une plaque tectonique sous une autre plaque tectonique de densité plus faible. Au niveau de ces zones, les séismes enregistrés sont les plus violents (ex. : séisme du Chili d’une magnitude de 9,5 à l’échelle Richter).

Sur le plan géologique, le système étudié est principalement le résultat de la migration, durant les temps géologiques, de la microplaque d’Alboran vers l’ouest et sa collision avec la plaque ibérique tangentiellement avec la convergence de la plaque africaine et euroasiatique.

Afin de modéliser le mécanisme physique du tremblement de terre et la structure détaillée de la plaque tectonique, ces scientifiques ont utilisé les formes d'ondes enregistrées par les stations sismiques situées dans le nord du Maroc et le sud de l’Espagne. Principalement, il s’agit des ondes de la coda (ondes résiduelles observés à la fin du sismogramme) et les arrivées des ondes primaires supplémentaires.

Les origines de la séismicité profonde

Par rapport aux stations sismique de l’Atlas, les stations du Rif enregistrent de fortes et longues ondes de coda après les ondes primaires et secondaires. Par la modélisation de ces ondes, ces chercheurs supposent qu’une structure anormale du manteau le long du trajet des ondes est capable de produire des codas longues et fortes. Il s’agit d’une couche à faible vélocité le long de la surface supérieure de la plaque plongeante.

Ces couches à faible vélocité témoignent de la présence de silicates de magnésium hydratés s'étendant jusqu'à environ 600 km de profondeur, ce qui peut conduire à ce que la fragilisation par déshydratation favorise l'apparition de séismes profonds.

À la fin de leur modélisation, les auteurs ont noté que la position de la fosse de subduction (ligne rouge) a changé. De même, les lignes pointillées magenta et cyan, représentant respectivement la surface de la plaque aux profondeurs de 200 et 600 km, ont également changé.

Pour expliquer ce phénomène, la couche à faible vélocité s’est située au-dessous de la surface de la plaque plongeante, contrairement aux zones de subduction classique où cette couche est située au-dessus de la surface de la plaque. Dans ces conditions, ils supposent que la plaque enfoncée dans les cordillères bétiques soit inversée, ce qui fait que la surface supérieure de la plaque et la couche à faible vitesse apparaissent comme la base de la plaque actuelle.

Il y a cinq millions d’années, cette plaque aurait initialement subducté vers le nord, puis se serait formée ultérieurement à la suite d'un retrait de la plaque et d'un ancrage sur les marges continentales ibérique et africaines.