Ebullition explosive du méthane et mégaséismes dans les zones de subduction
Résumé
L’analyse des inclusions fluides dans les paléo-zones de subductionmontre que jusqu’à 300°C le fluide baignant la roche est un mélanged’eau salée et d’une faible quantité de méthane. La présence dans denombreux exemples de deux types d’inclusions (riche en eau et richeen méthane) implique l’immiscibilité du méthane dans l’eau en profondeur.Par ailleurs, les inclusions riches en méthane du paléoprismed’accrétion Shimanto, au sud-ouest du Japon, enregistrent des fortes etrapides variations de pression de fluide. Une hypothèse est que ces variationsbrutales reflètent l’enregistrement par le fluide d’un événementsismique, qui connecterait des poches de liquide isolées et ferait chuterla pression de fluide. A ce mécanisme d’enregistrement passif desséismes par les fluides, nous proposons d’ajouter un mécanisme actif,par lequel le fluide entretient la rupture sismique. En effet, lorsque lefluide acqueux est saturé en méthane, une petite chute de pression defluide, associée par exemple à un séisme, provoque une ébullition explosivedu méthane susceptible de fracturer la roche encaissante. Cettefracturation et la dilatance qui l’accompagne permettent de propager lachute de pression initiatrice et l’ébullition explosive. L’ébullition explosivede méthane est donc un processus qui potentiellement accompagneet favorise la génèse de mégaséismes en libérant de l’énergie. Afin devalider ce modèle, nous avons étudié la production de méthane par craquagede la matière organique dans des échantillons de carottes de zonesde subduction. Cette analyse montre que (1) la matière organique, bienque présente en faible quantité, est suffisamment abondante pour saturerl’eau dans les pores d’une roche sédimentaire fortement compactée et(2) la caractère sismique/asismique des zones de subduction autour duglobe recouvre, de façon très grossière, une différence entre une « forte »et une « faible » productivité en méthane.