Expérience MADAM: Caractérisation sismotectonique d'une microplaque en formation

par Valentine Lefils

Projet de thèse en Sciences de la Terre et de l'environnement

Sous la direction de Alexis Rigo.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Sciences de la Terre et de l'environnement et physique de l'Univers Paris , en partenariat avec Laboratoire de Géologie de l'Ecole Normale Supérieure (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Le Golfe de Corinthe séparant la Grèce continentale du Péloponnèse constitue une structure tectonique en extension NS très rapide avec une vitesse de l'ordre de 1.5 cm/a et avec une sismicité importante continu et parfois destructrice. Si la structure et la dynamique du rift de Corinthe commencent à être bien comprises grâce aux efforts menés depuis près de 20 ans, sa connexion avec les structures tectoniques régionales reste à élucider. Pour cela, nous avons initié en 2015 une étude du point de vue sismotectonique de la région située à l'ouest le Golfe de Corinthe au nord du Golfe de Patras constituant un bloc ou une microplaque (IAB : Island Akarnanian Block) en train de se former. La question toujours non résolue est de savoir comment la déformation importante de Corinthe se distribue vers l'ouest et se raccorde à la subduction/collision ionnienne au travers de cette microplaque. La région allant du Golfe de Patras jusqu'au Golfe Embracique (Amvrakikos Gulf) est marquée par un système de failles décrochantes sénestres de direction NS, le système Katouna – Stamna, et des failles normales est-ouest rejoignant au nord la limite des plaques apulienne et eurasienne et au sud encadrant un graben occupé par le lac Trichonis. Or la sismicité enregistrée par le réseau national grec montre des discordances avec les failles cartographiées en surface. Nous menons une campagne de suivi de la microsismicité entre le Golfe Embracique et le Golfe de Patras depuis l'automne 2015 par l'installation d'un réseau sismologique temporaire d'une vingtaine de stations enregistrant en continu. Ce réseau devrait être maintenu jusqu'à au moins le printemps 2019. Des mesures de la déformation de surface par GPS sont également réalisées sur la même zone. Il y a d'une part des points permanents que nous avons installés et ceux qui sont maintenus par l'Université de Patras, et des remesures régulières de points matérialisés par des piliers appartenant au réseau géodésique de référence grec. Par ailleurs, les collègues grecs réalisent des études par interférométrie radar venant compléter et densifier les mesures de déformation de surface. Le travail de cette thèse est l'exploitation des données sismologiques récoltées grâce au réseau temporaire qui seront à combiner avec les données du réseau sismologique permanent du Golfe de Corinthe et des stations maintenues par l'Université de Patras. Il s'agira de réaliser la localisation fine des événements sismiques, la détermination des mécanismes au foyer, et la détermination d'un modèle 1D et 3D des vitesses des ondes sismiques. Selon l'avancement des travaux, on pourra envisager une exploitation plus poussée des données par, entre autres, l'analyse des signaux télésismiques ou du bruit pour des études de structures. Il s'agira également d'exploiter les données GPS qui sont réalisées dans cette zone depuis 2010. D'autres mesures seront probablement à mener sur place au cours de la thèse. L'objectif est de proposer un modèle sismotectonique (caractérisation de l'activité sismique, géométrie 3D des failles, vitesse de déformation, modèle tectonique) de cette région intégrant au mieux toutes les observations et le cadre géodynamique régional.

  • Titre traduit

    MADAM experiment: Seismotectonic characterization of a microplate in formation


  • Résumé

    The Gulf of Corinth between continental Greece and Peloponnese is a very fast NS extending tectonic structure with a speed of about 1.5 cm/y and a significant, continuous and sometimes destructive seismicity. The structure and the dynamics of the Gulf of Corinth are starting to be well understood thanks to the efforts conducted since almost 20 years, it's connexion with the local tectonics structures is still unknown. To elucidate that, we initiated in 2015 a local seismotectonic survey at the west of the Gulf of Corinth at north of the Gulf of Patras constituting a microplate (IAB : Island Akarnanain Block) in formation. The still unresolved question is to know how the consequent deformation of Corinth is distributed to the west and its link with the ionnian subduction/collision though this microplate. The area go from the Gulf of Patras to the Amvrakikos Gulf show a system of NS direction right-lateral strike-slip faults, the Katouna - Stama system, and some E-W normal faults joining the northern limit of the Apulian and Eurasian plates and south surrounding a graben occupied by Lake Trichonis. However, the seismicity recorded by the Greek national network shows discrepancies with the faults mapped at the surface. We have been conducting a microseismic monitoring campaign between the Amvrakikos Gulf and the Gulf of Patras since autumn 2015 with the installation of a temporary seismological network of about twenty continuous recording stations. This network should be maintained until at least spring 2019. GPS surface deformation measurements are also performed on the same area. On the one hand, there are permanent points that we have installed and those that are maintained by the University of Patras, and regular remeasurements of points materialized by pillars belonging to the Greek reference geodetic network. In addition, Greek colleagues are carrying out radar interferometric studies to supplement and densify surface deformation measurements. The PhD work is the exploitation of seismological data collected through the temporary network that will be combined with data from the permanent seismological network of the Gulf of Corinth and the stations maintained by the University of Patras. This will involve the fine localization of seismic events, the determination of focal mechanisms, and the determination of a 1D and 3D model of seismic wave velocities. Depending on the progress of the work, further exploitation of the data may be considered, for example, by analyzing teeseismic signals or noise for structural studies. It will also use the GPS data that has been available in this area since 2010. Other measures will probably have to be carried out on site during the thesis. The objective is to propose a seismotectonic model (characterization of seismic activity, 3D fault geometry, deformation rate, tectonic model) of this region that best integrates all observations and the regional geodynamic framework.