Sédimentation gravitaire et paléosismicité d’une marge active : exemple de la marge en subduction Hikurangi en Nouvelle-Zélande

par Hugo Pouderoux

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Jean-Noël Proust et de Geoffroy Lamarche.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 en cotutelle avec NIWA , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les séismes sont à l'origine d'évènements sédimentaires gravitaires (turbidites) dont l'étude permet de reconstituer l'histoire mal connue de la paléosismicité des marges continentales. L'analyse d'une série de carottes de sédiments, collectées stratégiquement dans trois systèmes turbiditiques de la marge en subduction Hikurangi de Nouvelle-Zélande, permet d'établir les caractéristiques, les facteurs de contrôle et les mécanismes déclencheurs de la sédimentation gravitaire des derniers 18,000 ans. La succession sédimentaire comprend quatre lithofaciès et modes de dépôt : hémipélagite (sédimentation marine), turbidites (courants de turbidité), débrites (débris flows) et tephra (retombée de cendres volcaniques), dont l'organisation générale dépend de la morphologie de la marge et des fluctuations glacio-eustatiques. Les crues, les éruptions volcaniques et les « slope failures » sont les trois mécanismes déclencheurs des turbidites. Plus de 90% sont déclenchées par des « slope failures » en haut de pente (150 – 1,200 m) à la suite de séismes. L'adaptation d'un modèle empirique de stabilité de pente suggère que ces turbidites représentent l'enregistrement sédimentaire des ruptures répétées de trois failles actives, dont l'interplaque, et correspondent à des séismes de Mw≥7. 3 avec un temps de retour de 150±50 ans. Parmi ces turbidites co-sismiques, 20 montrent une synchronicité de déclenchement sur l'ensemble de la marge et un volume important. Elles correspondent à des ruptures de la zone interplaque de Mw 7. 5 – 8. 4, dont les temps de retour montrent une phénomène de clustering où alternent les périodes actives à faible temps de retour (305 – 610 ans), et les périodes de quiescence à temps de retour élevé (1480 – 2650 ans). Ce calendrier paléosismique intégré aux modélisations en cours devrait permettre de mieux appréhender l'aléa sismique et les risques pour la population.

  • Titre traduit

    Gravity flow sedimentation and active margin paleoseismicity : the example of the Hikurangi subduction margin of New Zealand


  • Résumé

    Earthquakes are known to trigger gravity flows and turbidites along continental margins. These deposits provide meaningful tools to establish long-term paleo-earthquake records. The detailed analysis of a series of sediment cores, collected strategically in three distinct sedimentary basins along the Hikurangi subduction margin of New Zealand, allows the characterisation of gravity flow sedimentation since 18,000 years, as well as the identification of the controlling parameters and the triggering mechanisms of turbidites. The sedimentary record is comprised of alternating lithofacies and depositional modes, namely hemipelagite (marine sedimentation), turbidites (turbidity currents), debrites (debris flows), and tephra (ash fall), which are controlled by margin morphology and glacio-eustatic fluctuations. Floods, volcanic eruptions and slope failures are the three triggering mechanisms of turbidites along the margin. More than 90% of them are triggered by slope failures from the upper slope (150-1,200 m deep) consecutively to earthquakes. The adaptation of empirical relationships to evaluate slope stability suggests that these turbidites are the sedimentary record of repetitive ruptures of three active faults, including the plate interface, and correspond to Mw≥7. 3 earthquakes occurring with a return time of 150±50 years. Amongst theses turbidites, 20 show a synchronicity of trigger across the entire margin and are more voluminous. They correspond to ruptures on the plate interface, which generate Mw7. 5-8. 4 earthquakes. Return times show a clustering of interface earthquakes with alternating active periods of low return time (305-610 years) and quiescence periods of high return time (1480-2650 years). Integrated to ongoing simulations, this earthquake calendar would provide new constraints to ascertain the seismic hazard.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Géosciences-Rennes à Rennes

Sédimentation gravitaire et paléosismicité d’une marge active : exemple de la marge en subduction Hikurangi en Nouvelle-Zélande


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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (347 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 292-311

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Rennes 1. Service commun de la documentation. BU Beaulieu.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/167

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  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de Sciences Humaines et Sociales.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2011REN1S167
  • Bibliothèque : Université Paris-Est Créteil Val de Marne. Service commun de la documentation. Section multidisciplinaire.
  • PEB soumis à condition
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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Géosciences-Rennes à Rennes

Informations

  • Sous le titre : Sédimentation gravitaire et paléosismicité d’une marge active : exemple de la marge en subduction Hikurangi en Nouvelle-Zélande
  • Dans la collection : Mémoire de géosciences , no. 142 , 1240-1498
  • Détails : 1 vol. (347 p.)
  • Notes : Thèse soutenue à Rennes 1 sous le sceau de l'Université Européenne de Bretagne en co-tutelle avec le National Institute of Water and Atmospheric research, NIWA (Nouvelle-Zélande).
  • ISBN : 2-914375-83-2
  • Annexes : Bibliogr. p. 291-311. Notes bibliogr. Résumés en français et en anglais
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Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.