Processus gravitaires sous-marins le long de la zone de subduction Nord Équateur-Sud Colombie : apports à la connaissance de l'érosion tectonique et de la déformation d'une marge active : implications sur l'aléa tsunamis

par Gueorgui Ratzov

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'univers

Sous la direction de Jean-Yves Collot.


  • Résumé

    Les processus gravitaires sur une marge passive sont majoritairement contrôlés par l’eustatisme, le taux de sédimentation, la sismicité, et la déformation tectonique. Ces paramètres agissent également sur les marges actives, mais la sismicité et la déformation tectonique y sont prépondérants. L’objectif de ce travail est de caractériser les principales zones sujettes à des processus gravitaires sur la marge active Nord Equateur Sud Colombie, afin de contraindre ses modes de déformation à court (plusieurs cycles sismiques) et moyen terme (Quaternaire). La marge convergente Nord Equateur est caractérisée par un régime en érosion tectonique, qui passe vers le Nord, en Colombie, à un régime d’accrétion tectonique. Cette marge est le siège d’une forte sismicité, puisque 4 forts séismes (Mw 7. 7-8. 8) s’y sont produits au XXe siècle. Un premier travail a permis d’identifier les zones préférentielles des déstabilisations. Elles sont situées en front de marge dans la partie en érosion tectonique, et sur les flancs des canyons subissant une surrection. Le long du segment de marge en érosion, la fosse est isolée et reçoit peu de sédiments détritiques, laissant supposer que les MTDs identifiés résultent des séismes. Des données bathymétriques, de sismique réflexion, de CHIRP (3. 5 kHz) et des carottes sédimentaires, ont permis d’étudier la mise en place des dépôt en masse (MTDs) au cours des derniers ~ka et des turbidites depuis ~ 4. 5 ka. L’étude de l’organisation spatiale des MTDs, de leurs sources, et de leur temps de retour, permet de proposer un modèle de déstabilisation sur une marge en érosion à l’échelle d’un et de nombreux cycles sismiques. Parallèlement, l’étude morpho-structurale d’un important système de canyons transverse à la marge (canyon de Mira et Patia) a permis de mettre en évidence les modalités de développement de canyons sur une marge active et de replacer les instabilités gravitaires de bord de canyon dans cette évolution ? Cette étude permet aussi de préciser l’évolution tectonique quaternaire de la marge. Nous avons également simulé numériquement le potentiel tsunamigène de glissements sous-marins à partir de cicatrices et du volume de masses glissées sélectionnées en front de marge. Nous montrons que des structures tectoniques sous-marines majeures jouent un rôle clef de concentrateur de l’énergie maximale des vagues, à partir desquelles l’énergie radiative tend à se dissiper, protégeant ainsi naturellement certains segments de côte des effets les plus néfastes du tsunami.

  • Titre traduit

    Submarine gravity processes along the North Ecuador-South Colombia subduction zone : new insight on tectonic erosion and active margin deformation : implications on tsunami genesis


  • Résumé

    Gravity processes on a passive margin are mainly controlled by eustatism, sedimentation rate, seismicity, and tectonic deformation? These parameters also act on an active margin, however seismicity and tectonic deformation are dominant? The aim of this study is to characterize the main areas undergoing gravity processes along the North Ecuador South Colombia active margin, in order to constrain its deformation modes on the short term (several seismic cycles) and mid term (Quaternary). North Ecuadorian convergent margin is characterized by a tectonic erosion regime, evolving to tectonic accretion northward in South Colombia. The margin is undergoing strong seismicity as 4 great earthquakes (Mw 7. 7-8. 8) have occurred during the XXth century. A first study allowed identifying destabilization preferential areas. They are located at the margin toe on the erosional margin, and along canyon walls undergoing tectonic uplift. Along the erosional margin segment, the trench is isolated and receives few sediment, suggesting that the MTDs for the last ~ 20 kyr and turbidites for the last ~ 4. 5 kyr. MTDs spatial organization, source and return time analysis lead to the establishment of a destabilization model along an erosional margin for one and many seismic cycles. On the other side, the morphostructural analysis of an important canyons system (Mira and Patia canyons) has led to establish canyon development modalities on an active margin. We have also simulated numerically the tsunamigenic potential of submarine landslides using selected slump scars and their volume on the margin toe. We show that submarine tectonic structures tend to play a key-role as maximum wave energy focus from which radiative energy tends to dissipate, thus protecting some coastal segments form tsunami damage.

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  • Détails : 1 vol. (231 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-231. Résumés en français et en anglais

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  • Cote : T2009-RAT02

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  • Cote : 09 NICE 4045
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