Tomographie sismique des substructures du Complexe Merapi-Merbabu : une approche multi-échelle et multi-méthode

by Nur mujid Abdullah

Thesis project in Sciences de la Terre et de l'Univers et de l'Environnement

Under the supervision of Bernard Valette and Philippe Lesage.

Ongoing thesis at Grenoble Alpes , under the authority of École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , in a partnership with Institut des Sciences de la Terre (laboratoire) since 01-10-2016 .

  • Alternative Title

    Seismic tomography of the substructures of the Merapi-Merbabu volcanic complex: A multi-scale and multi-method approach


  • Abstract

    The objective of this thesis is the identification of the magma feeding system for Merapi-Merbabu volcanic complex, in the geodynamical framework of the central Java zone, by using various seismic tomography methods. Merapi is the most active volcano in Java Island and has been the object of many geophysical studies. As part of the Franco-Indonesian project DOMERAPI funded by ANR, a network of 46 broad-band stations has been deployed in a diameter of 100km area around the volcanic complex between September 2013 and April 2015. By using the arrival times of body wave from the national network (InaTEWS) and by adding the data from 135 temporary stations of the germano-indonesian project MERAMEX in 2004, a tomography of the region will be firstly established. This will allow us to determine the global structures at the regional scale and to locate precisely the seismicity along the subduction zone and, consequently, to identify more precisely the slab. Taking these results as reference, the data from DOMERAPI project will then be inversed using a "double difference" approach, which will reinforce the information obtained from the deep seismicity of the dipping slab on the structures directly underneath the network. The small distance (5 km) between the stations should give us a good resolution of the structures between 5 and 40 km depth and allow us to identify the magma feeding system and the magmatic reservoirs. On the other hand, Green functions of surface waves will be extracted and analysed using methods of ambient noise cross-correlation and seismic arrays using especially the stations set up on the edifice. They will produce complementary information on the structure of the first 5 to 10 km depth and particularly on the volcanic edifices.


  • Abstract

    L'objet de cette thèse est d'identifier le système d'alimentation du complexe volcanique constitué par les volcans Merapi et Merbabu, dans le cadre géodynamique de la zone centrale de Java et en utilisant différentes méthodes de tomographie sismique. Le volcan Merapi est en effet le volcan le plus actif de l'ile de Java et a fait l'objet de nombreuses études géophysiques. Dans le cadre du projet Franco-­Indonésien DOMERAPI financé par l'ANR, un réseau de 46 stations à large band a été déployé sur une zone de 100km de diamètre entourant le complexe volcanique entre Septembre 2013 et Avril 2015. En utilisant les données de temps d'arrivée d'ondes de volume du réseau national Indonésien (InaTEWS) complétées par celles du réseau temporaire de 135 stations déployé en 2004 dans la zone centrale de Java dans le cadre du projet germano-­indonésien MERAMEX, une tomographie de la zone centrale de Java sera réalisée dans un premier temps. Cette tomographie permettra de déterminer les grands traits des structures du coin mantellique et de localiser plus précisément la sismicité en identifiant le panneau plongeant de la subduction. Prenant ce modèle de structure comme référence, les données du réseau Domerapi seront alors inversées par une approche en « double différence », ce qui renforcera l'information apportée par la sismicité profonde du panneau plongeant sur les structures immédiatement en dessous du réseau. La faible distance (de l'ordre de 5 kilomètres) entre les stations devrait permettre d'obtenir une bonne résolution sur les structure entre 5 et 40 kilomètres de profondeur et d'identifier les chemins d'alimentation et les réservoirs magmatiques. Par ailleurs, des fonctions de Green d'onde de surface seront extraites et analysées par des méthodes de corrélation de bruit sismique et d'antenne sismique en utilisant notamment les signaux enregistrés par les stations implantées sur les édifices. Elles apporteront des informations complémentaires sur les premiers 5 à 10 km de profondeur et en particulier sur la structure des édifices volcaniques.