Crustal seismic response induced by a stress perturbation: Aftershock sequences of two successive large mainshocks

We present an analysis of seismicity rate variations during doublets of large earthquakes. We focus on aftershocks localized in the vicinity of the 1st mainshock rupture zone in order to investigate how the 2nd one modifies this activity. We studied two particular doublets : the Izmit-Düzce sequence in 1999, and the icelandic doublet of June 2000. This led us to conclude that triggering of activity after the 2nd mainshocks of doublets can take place in regions that did not undergo static stress loading, with a preference for those linked with geothermal activity. The temporal decay of these reactivations does not systematically follow the Omori law, as quiescences may appear after a delay of days to months. We also studied global properties of earthquake doublets and showed that doublets may simply be described with usual laws of seismicity (i.e., Omori-Utsu and Gutenberg-Richter laws). Finally, average aftershock production following 2nd mainshocks of doublets appears to be equivalent to the superposition of two typical aftershock production following single mainshocks, contrary to observations from regional studies. However, this conclusion should be supported by finer analyses of regional datasets, because of the lack of resolution of global catalogues with respect to small magnitude earthquakes.
Nous présentons une analyse des variations du taux de sismicité liées aux doublets de forts séismes. Cette étude se concentre sur la zone des répliques du 1er séisme, et cherche à estimer l'impact du 2nd choc principal sur cette activité. Nous nous sommes penchés sur deux cas de doublets de séismes : la séquence turque des séismes d'Izmit et de Düzce en 1999, et le doublet sud-islandais de juin 2000. Ces deux exemples nous apprennent que la réactivation de sismicité induite par le 2nd séisme d'un doublet n'est pas forcément corrélée avec les régions d'augmentation de la contrainte statique, et qu'elle s'établit avec prédilection sur les sites d'une activité géothermale. Sa décroissance temporelle n'est pas systématiquement conforme à la loi d'Omori, puisque des apaisements de ce taux peuvent apparaître avec un délai de quelques jours à quelques mois. Nous avons également investigué les propriétés des doublets de séismes à l'échelle globale, et nous montrons que ceux-ci peuvent être simplement décrits par les lois habituelles gouvernant la sismicité, la loi d'Omori-Utsu et la loi de Gutenberg-Richter. Enfin, contrairement aux résultats obtenus à partir de catalogues régionaux, il semblerait que la production moyenne de répliques consécutive aux 2nds séismes des doublets soit équivalente à la superposition des productions de deux séismes isolés de magnitudes similaires. Cette dernière remarque mérite toutefois d'être étayée par une analyse plus fine des catalogues régionaux, au vu du manque de résolution d'un tel catalogue global pour les séismes de petite magnitude.