Tomographie anisotrope du manteau supérieur sous la Corne de l' Afrique : implications géodynamiques du point chaud de l' Afar

by Deborah Sicilia

Doctoral thesis in Géophysique interne

Under the supervision of Jean-Paul Montagner.

defended on 2003

in Paris, Institut de physique du globe .

  • Alternative Title

    Anisotropic tomography of the upper mantle beneath Horn of Africa : geodynamic implications of the Afar Hotspot


  • Abstract

    In order to define the role of the Afar Hotspot in the North Africa geodynamics, a tomography was carried out using fundamental mode of surface waves. The mean phase velocities along each path are calculated using a new nonlinear inverse algorithm. The simultaneaous inversion of Rayleigh and Love waves enable us to retrieve the perturbations of velocities, the azimutal anisotropy and the radial anisotropy. The azimuthal anisotropy displays a complex pattern close to the Afar Hotspot and is in good agreement with studies of shear-wave splitting. The Gulf of Aden is associates with slow velocities down to 150km depth. We observe a negative anomaly of strong amplitude below the Afar Hotspot. A second plume located on the ethiopian rift is visible down to 300km. The hotspots of North Africa seem to have a superficial signature and could be a consequence of edge-driven convection


  • Abstract

    Dans une région géologiquement très riche du continent Africain, un nouvel océan est en train de naître. En effet, il y a près de 30Ma, l'arrivée en surface d'un panache mantellique provenant d'une profondeur encore non déterminée aurait initié l'extension dans la Corne de l'Afrique. Le but de cette thèse est de définir le rôle du point chaud de l'Afar dans la géodynamique du Nord de l'Afrique. Une étude tomographique à partir du mode fondamental des ondes de surface a été réalisée dans cette intention. Les vitesses de phase moyennes le long des grands cercles reliant les épicentres aux stations sont calculées à partir d'un nouvel algorithme d'inversion non-linéaire. L'inversion simultanée des ondes de Rayleigh et des ondes de Love permetnon seulement de retrouver les perturbations de vitesses d'ondes Sv et les directions d'axe rapide d'anisotropie azimutale mais également d'accéder à l'information sur l'anisotropie radiale. La distribution des directions d'axe rapide d'anisotropie azimitale est très perturbée au voisinage du point chaud et cette caractéristique est accentuée aux faibles profondeurs. Elles restent néanmoins en accord avec de précédentes études d'ondes SKS. Les cratons affichent des vitesses rapides jusqu'à 250km cohérentes avec des résultats antérieurs. On observe une anomalie négative de forte amplitude sous le point chaud de l'Afar. La signature persiste clairementjusqu'à 350km. Un second point chaud situé sur le rift Est-Africain est aussi visible à grande profondeur (300km). Contrairement aux traces profondes du rift éthiopien et de la mer Rouge, le Golfe d'Aden met en évidence des vitesses lentes jusqu'à seulement 150km. Les points chauds d'Afrique du Nord semblent également de nature superficielle et pourraient s'avérer être une conséquence de convection secondaire à petite échelle. La structure hétérogène alternant entre un contraste positif et négatif selon l'orientation Est-Ouest vient appuyer cette idée

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Tomographie anisotrope du manteau supérieur sous la Corne de l' Afrique : implications géodynamiques du point chaud de l' Afar

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Informations

  • Details : 171 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-171

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  • Library : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Section Géosciences et environnement.
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  • Odds : T GLOB 2003 4

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  • Odds : 03 GLOB 0004
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