Une étude, dont les résultats intitulés «Long-lasting seismic repeaters in the Central Basin of the Main Marmara Fault» ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, a permis de montrer pour la première fois que de petits séismes se répètent à l’identique tous les 8 mois depuis au moins 8 ans sur la faille de Marmara qui passe sous la mer de Marmara à proximité de la mégapole d'Istanbul, ce qui pourrait réduire le risque sismique dans la région.

Rappelons tout d'abord que «La faille anatolienne nord (FNA) présente un risque sismique important pour les grandes villes situées autour de la région de la mer de Marmara et tout particulièrement pour la mégapole d’Istanbul», car «un long segment de cette faille est actuellement très proche de la rupture». Ce segment est «une lacune sismique d’environ 150 km de long correspondant à la faille principale de Marmara (MMF)».

Pour l’évaluation de l’aléa sismique dans la région, il est fondamental «de savoir si la faille de Marmara est totalement ou partiellement bloquée», car «le long des segments bloqués, les failles accumulent une énergie de déformation qui se relâche brusquement lors de grands tremblements de terre» tandis que si, «comme le suggèrent plusieurs études récentes», il existe «des segments le long de la FNA qui relâchent une partie de leur chargement tectonique par fluage sans activité sismique importante», l’énergie de déformation accumulée est «sensiblement réduite».

Pour avoir «des informations sur le mode de fonctionnement de la faille de Marmara», l'étude ici présentée s'est focalisée sur les «tremblements de terre répétitifs ('repeaters'), c’est-à-dire aux petits séismes se répétant exactement au même endroit sur la faille». Neuf groupes de tels événements sismiques très semblables, «parmi les milliers d’événements enregistrés lors du suivi de la sismicité du bassin central de la mer de Marmara entre 2008 et 2015» ont été ainsi isolés.

Comme ces groupes d’événements sont fortement corrélés «sur une très longue fenêtre de temps (correspondant à leur durée totale)» (plus précisément, «toutes les phases des formes d’onde, y compris les arrivées directes, les phases converties et la coda sont extrêmement similaires»), la probabilité qu'ils «proviennent de la même aspérité» est très grande. Une technique d’interférométrie de coda, a alors permis de conclure «que les événements de chaque groupe sont co-localisés à quelques centaines de mètres près».

De plus, «leurs mécanismes au foyer semblent également être très cohérents avec le contexte de décrochement de la MMF et «les phases converties au fond du bassin sédimentaire (à 6 km de profondeur) confirment la localisation profonde de cet ensemble d’événements pourtant tous petits (magnitude Mw entre 1 et 2.5)».

Grâce à l'analyse spectrale, «la mécanique globale de la source de ces événements, à savoir une zone de rupture de l’ordre de 100 m avec une très faible chute de contrainte (environ 10 bars)» a pu être décrite. Une «indépendance vis-à-vis des plus grands tremblements de terre régionaux» ajoutée à «cette faible chute de contrainte» suggère «que la région est en régime ductile avec un niveau de contrainte élevé».

En conséquence, «toutes ces observations montrent que ces groupes d’événements sont des séismes répétitifs le long de la FNA» et «l'analyse détaillée de leur chronologie indique l’existence de deux horloges internes»: d'une part, «une échelle de temps courte de quelques heures, liée aux séquences intermittentes d’événements comme les répliques possiblement associées à la relaxation post-sismique» et, d'autre part, «une échelle de temps longue de 7,6 mois avec une récurrence quasi-périodique liée vraisemblablement à des processus d’accélération du fluage».

Comme la somme de l’ensemble des glissements cumulés de chaque groupe d’événements répétitifs «concorde avec le glissement géodésique de 23 mm/an mesuré par GPS», il apparaît «que tous les événements répétitifs appartiennent à une même grande aspérité de 10 km et sont les multiples réponses de sa déformation d’ensemble». Ainsi, le fait qu'une «partie importante de la région de Marmara subit un glissement en fluage important» pourrait «réduire le risque sismique dans la région».