Faille de Wairau

Faille de Wairau
Le système de failles de Marlborough, avec la faille de Wairau au nord, en couleur bleue
Géographie
Coordonnées	41° 36′ sud, 173° 27′ est
Région naturelle	Vallée du Wairau
Longueur	100 kilomètres
Orientation	SO - NE
Administration
Pays	Nouvelle-Zélande
Région	Marlborough
Géologie
Type	Faille
Roches	En profondeur, au nord : terranes d'âge permien à triassique En profondeur, au sud : grauwacke triassiques et crétacées En surface : alluvions pléistocènes et holocènes
Origine du nom	Wairau
Mécanique de la zone de faille
Séismes	Séisme de Marlborough de 1848
Géolocalisation sur la carte : Nouvelle-Zélande Faille de Wairau Géolocalisation sur la carte : île du Sud Faille de Wairau
modifier

La faille de Wairau est la faille la plus septentrionale du système de failles de Marlborough, au nord-est de l'Île du Sud en Nouvelle-Zélande.

C'est la faille la plus continue de ce système, qui sépare localement les plaques australienne et pacifique.

Le taux d'activité de cette faille est dit « modérément élevé ». Cette classification correspond à un intervalle relativement court de récurrence de séismes majeurs, de l'ordre de 1 500 à 2 500 ans. Par ailleurs, ce niveau d'activité de faille est susceptible de générer des séismes de magnitude supérieure à 7, dont la capacité de déplacement de terrain peut excéder le mètre lors d'un évènement unique.

Historiographie

La faille de Wairau n'a été reconnue comme faille à part entière qu'à la fin des années 1960. Auparavant, elle était considérée comme une simple extension de la faille alpine (en)[1].

Cette méconnaissance est notamment due à l'alignement presque intégral de la faille avec le fleuve Wairau, duquel découle un enfouissement de la faille sous une épaisse couche sédimentaire qui la rend invisible[2].

Localisation

La faille de Wairau est la plus septentrionale du système de failles de Marlborough, qui comprend également, du nord au sud, les failles d'Awatere (en), de Clarence (en) et de Hope (en)[1],[3].

Description

La faille de Wairau correspond à la jointure entre les plaques australienne et pacifique[4]. À son extrémité sud-ouest, entre le lac Rotoiti et le lieudit Tophouse, la faille de Wairau diverge de la faille alpine (en). Du côté nord-est, la faille se prolonge sous le détroit de Cook, dans la Baie Cloudy et se prolonge par un réseau complexe et discontinu jusqu'à la faille de Wellington (en)[5],[6], sans qu'il y ait connexion entre les deux failles[7].

La partie orientale de la faille se divise en deux brins distincts à partir du lieu-dit The Bends[8].

Parmi toutes les failles du système prolongeant la faille alpine, la faille de Wairau est la plus continue ; en revanche, elle n'est pas la plus active, cette place étant tenue par la faille de Hope (en). Mais les études géologiques montrent que son potentiel de déplacement est très important[4]. C'est donc elle présente le risque le plus élevé de rupture en surface[9],[10].

Géologie

Le terrain dans lequel la faille de Wairau s'insère est caractérisé par un substratum rocheux comprenant des terranes d'âge permien à triassique au nord de la faille et par de la grauwacke triassiques et crétacées au sud. Néanmoins, ces roches n'affleurent pas car la faille est située dans l'alignement de la vallée du Wairau, qui a déposé lors des deux derniers millions d'années des alluvions quaternaires, plus particulièrement pléistocènes et holocènes[5].

Déplacement de la faille

Les données sont peu nombreuses sur les contraintes qui s'exercent sur cette faille, ainsi que le taux de glissement incrémentiel ; en effet, la faille n'offre pas assez de matériau datable comme le carbone 14[4]. Les principaux sites d'étude sont, d'une part, le confluent du Wairau avec son affluent la Branch River (en), d'autre part, le lieudit Dunbeath, à six kilomètres en aval[11].

L'étude du premier site montre un déplacement de la faille, suivant les terrasses alluviales, allant de 58 ± 2 mètres à 26,5 ± 1,5 mètres sur les derniers douze mille ans[12]. Sur le second site de Dunbeath, un déplacement d'environ vingt-cinq mètres a été mesuré sur les 5 800 dernières années[13].

Vitesse de déplacement de la faille de Wairau[14].

Date de début AP	Date de fin AP	Vitesse moyenne estimée (mm/an)	Vitesse maximale estimée	Vitesse minimale estimée
11 900	11 100	3.4	7.4	1.6
11 100	10 100	2.6	5.4	0.9
10 100	9 600	13.5	30.6	8.1
9 600	9 000	0	?	?
9 000	8 600	15.2	37.3	9.0
8 600	4 000	< 0.22	?	?
4 100	2 700	4.7	9.9	3.1
2 700	2 000	9.7	12.5	8.5
2 000	Année 2021	0	0	0

Ces nombres montrent les dates des principaux séismes ayant affecté la faille de Wairau : un premier entre 10 100 et 9 600 ans AP, soit entre 8 100 et 7 600 ans avant notre ère, un second entre 9 000 et 8 600 ans AP, soit entre 7 000 et 6 600 ans avant notre ère, enfin entre 2 700 et 2 000 ans AP, soit entre 700 avant Jésus-Christ et le début de notre ère. Les taux de glissement sont relativement constants sur les périodes « actives » de la faille. Toutefois, l'alternance de périodes plus ou moins longues de faible activité de la faille ne permet pas de prévoir l'activité future[15].

Le taux d'activité de la faille de Wairau est dit « modérément élevé ». Cette classification correspond à un intervalle relativement court de récurrence de séismes majeurs, de l'ordre de 1 500 à 2 500 ans. Par ailleurs, ce niveau d'activité de faille est susceptible de générer des séismes de magnitude supérieure à 7, dont la capacité de déplacement de terrain peut excéder le mètre lors d'un évènement unique[16],[1],[17].

L'Autorité unitaire de Marlborough publie en 2003 un rapport dans lequel elle envisage que le prochain gros évènement sismique de la faille de Wairau occasionne un déplacement de 3,4 à 6,6 mètres[18].

Séismes connus

La partie centrale de la faille de Wairau n'a pas connu de séisme majeur depuis environ le début de notre ère[19].

Notes et références

1. Langridge & Ries 2016, 3.0. Mapping the Wairau Fault — 3.1 Tectonic setting of the Marlborough Region, p. 10.
2. Yetton & McCahon 2003, 3. The main active faults in Marlborough District — 3.2 The Wairau section of the Alpine Fault — Spring Creek subsection, p. 26.
3. (en) Robert Langridge, Jocelyn Campbell, Nigel Hill, Verne Pere, James Pope, Jarg Pettinga, Beatriz Estrada et Kelvin Berryman, « Paleoseismology and slip rate of the Conway Segment of the Hope Fault at Greenburn Stream, South Island, New Zealand », Annals of geophysics, vol. 46, n^o 5,‎ octobre 2003, p. 1119-1139 (ISSN 2037-416X, lire en ligne).
4. Zinke et alii 2021, 2. Geologic Overview, p. 2/16.
5. Langridge & Ries 2016, 3.0. Mapping the Wairau Fault — 3.2. The Wairau Fault, p. 10 à 12.
6. Zinke et alii 2021, Figure 1., p. 3/16.
7. Colin Michael Chupik 2016, Introduction, p. 8.
8. Zinke et alii 2021, 6. Discussion — 6.2. Possible Cross-Cook Strait Interactions With the Wellington Fault, p. 13-14/16.
9. Langridge & Ries 2016, Executive summary, p. iv.
10. Colin Michael Chupik 2016, Tectonic setting, p. 10 & 11.
11. Zinke et alii 2021, 2. Geologic Overview — 2.1. Slip Rate Sites, p. 2/16.
12. Zinke et alii 2021, 3. The Branch River Site — 3.3. Displacement-Age History of the Wairau Fault at Branch River, p. 5-7/16.
13. Zinke et alii 2021, 4. The Dunbeath Site — 4.3. Slip History of the Wairau Fault at Dunbeath, p. 10/16.
14. Zinke et alii 2021, 5 Combined Incremental Slip Rate History of the Central Wairau Fault, p. 10-12/16.
15. Zinke et alii 2021, 6. Discussion — 6.1. Strain Release Patterns Through Time, p. 12/16.
16. Langridge & Ries 2016, 1.0. Introduction, p. 1.
17. (en) « How do we know which fault is most likely to rupture next in Wellington? », Institute of Geological and Nuclear Sciences (en) (consulté le 28 avril 2022).
18. Yetton & McCahon 2003, 1. Introduction — 1.3 Relevance of active fault traces to planning, building control and natural hazard mitigation, p. 15.
19. Zinke et alii 2021, Figure 6., p. 11/16.

Voir aussi

Bibliographie

• [Grapes & Wellman 1986] (en) R. H. Grapes et H. W. Wellman, « The north-east end of the Wairau Fault, Marlborough, New Zealand », Journal of the Royal Society of New Zealand, vol. 16, n^o 3,‎ mars 1986, p. 245-250 (ISSN 0303-6758, DOI 10.1080/03036758.1986.10418168, lire en ligne)
• [Yetton & McCahon 2003] (en) Mark Yetton et Ian McCahon, Marlborough District Seismic Hazard Investigation Programme – Phase 1 : Identification of active fault traces in Marlborough District ; A Report prepared by Geotech Consulting Ltd, Autorité unitaire de Marlborough, mars 2003, 44 p. (lire en ligne)
• [Langridge & Ries 2016] (en) Robert M. Langridge et W.F. Ries, Active Fault Mapping and Fault Avoidance Zones for the Wairau Fault, Marlborough District, Autorité unitaire de Marlborough, coll. « GNS Science Consultancy Report » (n^o 2016/25), avril 2016, 63 p. (lire en ligne)
• [Colin Michael Chupik 2016] (en) Colin Michael Chupik et W.F. Ries, Fault strand relationships of the Wairau Fault (New Zealand) : Scarp diffusion modeling for slip rate evaluation, Colorado College, mai 2016, 82 p. (lire en ligne)
• [Zinke et alii 2021] (en) R. Zinke, J. F. Dolan, E. J. Rhodes, R. J. Van Dissen, A. E. Hatem, C. P. McGuire, N. D. Brown et J. R. Grenader, « Latest Pleistocene–Holocene Incremental Slip Rates of the Wairau Fault: Implications for Long-Distance and Long-Term Coordination of Faulting Between North and South Island, New Zealand », Geochemistry, geophysics, geosystems, vol. 22, n^o 9,‎ 23 juillet 2021, p. 1-16 (ISSN 1525-2027, DOI 10.1029/2021GC009656, lire en ligne)