Terrain déformation du rift de Corinthe (Grèce) et ses environs, en utilisant l'interférométrie SAR

par Panagiotis Ilias

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Pierre Briole et de Vassilis Anastasopoulos.

Thèses en préparation à Paris, École normale supérieure en cotutelle avec l'University of Patras. Chair for electromechanical energy conversion , dans le cadre de École doctorale des sciences de la Terre - ED 109 , en partenariat avec Ecole normale supérieure (Paris ; 1985-....). Laboratoire de géologie (laboratoire) depuis le 01-10-2010 .


  • Résumé

    Le rift de Corinthe (Grèce) est un site remarquable en Europe pour son intense activité tectonique. Il est caractérisé par un taux d’extension élevé et une forte sismicité. Nous avons analysé des images radar ASAR ascendantes et descendantes du satellite ENVISAT acquises entre 2002 et 2010 et produit des cartes de déformations de ‘PS’ (Persistant scatterers) et ‘SBAS’ (Small baseline subsets). Ces cartes ont été combinées entre elles et avec les vecteurs GPS disponibles afin d’extraire des cartes des composantes verticale et est-ouest du champ de déformation. Nous discutons les taux de déformation mesurés le long de profils dans la ville de Patras, autour du pont de Rio-Antirio, dans les zones urbaines de Psathopirgos, Aigion, Selianitika, Nafpaktos, Akrata, dans l’île de Trizonia, ainsi que dans les deltas de Psathopirgos, Selianitika, Aigion, Mornos, Marathias, Akrata. La faille d’Aigion apparaît très active avec un taux de surrection d’environ 2mm/an. Le delta d’Aigion, à l’est de la ville, est le seul grand delta ne montrant pas de subsidence, celle-ci étant contrebalancée par la surrection tectonique. Les déformations du sol des séismes de Movri, 2008 et Efpalion 2010, mesurées par interférométrie SAR et GPS, sont modélisées conjointement avec les informations sismologiques. Les objets géologiques que nous étudions sont des éléments d’un point triple diffus situé à l’extrémité ouest du rift près de Patras. En plus des discontinuités liées à des failles actives, les interférogrammes font aussi apparaître des glissements de terrain ainsi que quelques zones dans lesquelles des déformations existent avec une origine non encore élucidée.

  • Titre traduit

    Ground deformation of the rift of Corinth (Greece) and surroundings, using SAR interferometry


  • Résumé

    The rift of Corinth (Greece) has been long identified as a site of major importance in Europe due to its intense tectonic activity. It presents rapid continental extension and high seismicity. We processed ascending and ascending acquisitions of ASAR/ENVISAT in the period between 2002-2010, to produce Persistent Scatterers and Small Baseline Subsets deformation rates maps. We have combined and constrained them with a number of GPS observations in order to extract the precise Up-Down and East-West deformation components. We verified the results and compared them with other independent studies. We presented and discussed the deformation rates along cross sections inside the city of Patras, around the Rion-Antirion bridge, around the urban areas of Psathopyrgos, Aigion, Sellianitika, Nafpaktos, Ακratas, the island of Trizonia, and the river deltas of Psathopyrgos, Sellianitika, Aigion, Mornos, Marathias and Akrata. Significant complex ground deformations are observed and interpreted. The Aigion fault appears very active with uplift rate of about 2mm/an. The delta, east of Aigion, is the only delta of the area not subsiding, obviously balanced by the tectonic uplift. Generally, a linear increasing rate has been observed as approaching their coastal borders. The Movri, 2008 and Efpalio, 2010, seismic events are modeled, constrained by the seismic, the GPS and the SAR interferometry data. Most of our studied tectonic features are pieces of a (diffused) triple junction which has been investigated and discussed. Finally some inferred discontinuities that occurred by landslides and some by unclear origin requiring further investigations have been investigated.

  • Titre traduit

    Εδαφικές παραμορφώσεις στο Δυτικό Κορινθιακό Κόλπο με χρήση συμβολομετρίας SAR


  • Résumé

    Η ρηξιγενής ζώνη της Κορίνθου (Ελλάδα) έχει από καιρό αναγνωριστεί ως μια περιοχή μείζονος σημασίας στην Ευρώπη, λόγω της έντονης τεκτονικής της δραστηριότητας. Είναι μία από τις πιο ταχέως εφελκούμενες ηπειρωτικές περιοχές στον κόσμο και παρουσιάζει ένα από τους υψηλότερους ρυθμούς σεισμικότητας στον Ευρω-μεσογειακό χώρο. Μελέτες GPS που διεξάγονται από το 1990 εκτιμούν το ρυθμό εφελκυσμού περί τα 1.5 εκατοστά ανά έτος γύρω στο δυτικό πέρας του. Γεωλογικές μελέτες δείχνουν ότι η νότια ακτή του ανυψώνεται, ενώ η βόρεια υποχωρεί. Το δυτικό πέρας της ρηξιγενής ζώνης στην ευρύτερη περιοχή της Πάτρας, με πολλά ενεργά ρήγματα που βρίσκονται πολύ κοντά και μέσα στην πόλη, παρουσιάζει σημαντικές επιστημονικές και κοινωνικο-οικονομικές προεκτάσεις. H πρόσφατη σεισμικότητα έχει εκδηλωθεί σε αυτή τη περιοχή με τον σεισμό της Μόβρης (Αχαΐα) τον Ιούνιου του 2008 και της σεισμικής ακολουθίας κοντά στο Ευπάλιο (Φωκίδα) τον Ιανουάριο του 2010. Επιπλέον, η παρουσία ενός πλήθους γεωφυσικών φαινομένων και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών καθιστά την εν λόγω περιοχή, αλλά και τον Κορινθιακό Κόλπο εν γένει, ένα φυσικό εργαστήριο, μια περιοχή μελέτης για διεθνείς πρωτοβουλίες, όπως το Corinth Rift Laboratory και μια περιπτωσιολογική μελέτη της πρωτοβουλίας ‘EO Supersites’. Σεισμικές και γεωδαιτικές επιτόπιες παρατηρήσεις, από μόνιμα δίκτυα (από το 2000), και δειγματοληπτικές μετρήσεις (από το 1990), συνεχίζονται να διενεργούνται από το 2000 και 1990 αντίστοιχα. Επιπλέον πυκνές λήψεις δεδομένων SAR είναι διαθέσιμες από το 1992 από την αποστολή του ERS-1. Παρακινούμενοι από την έλλειψη μιας λεπτομερούς, ακριβούς και εκτεταμένης χαρτογράφησης της κάθετης παραμόρφωσης στην περιοχή ενδιαφέροντος και τους περιορισμούς του δικτύου GPS (από την άποψη της πυκνότητας της δειγματοληψίας), ερευνούμε, μοντελοποιούμε και ερμηνεύουμε ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων διαφορικής συμβολομετρίας SAR και μετρήσεων GPS. Τα δεδομένα διαφορικής συμβολομετρίας μπορούν να αξιοποιηθούν για την ακριβή μέτρηση κατακόρυφων μετακινήσεων, για τη χαρτογράφηση τοπικών παραμορφώσεων εκατέρωθεν ρηγμάτων ή άλλων σχηματισμών και για τη χαρτογράφηση και μοντελοποίηση της ενδο-σεισμικής παραμόρφωσης. Επεξεργαστήκαμε δεδομένα ανοδικής και καθοδικής τροχιάς του δέκτη ASAR / ENVISAT της περιόδου μεταξύ 2002-2010, για την παραγωγή χαρτών ρυθμού παραμόρφωσης Σταθερών Σκεδαστών (Persistent Scatterrers) και υποσύνολα μικρών χωρικών γραμμών βάσης (Small Baseline Subsets – SBAS). Τα προϊόντα συνδυάστηκαν κατάλληλα, αλλά και διορθώθηκαν από μια σειρά από παρατηρήσεις GPS, προκειμένου να εξαχθεί το ακριβές πεδίο παραμόρφωσης κατά την κατακόρυφη και κατά την διεύθυνση Ανατολής-Δύσης συνιστώσα. Η ακολουθούμενη μεθοδολογία λειτούργησε καλά σε ευρεία κλίμακα στην περιοχή ενδιαφέροντος (παρά την κάλυψη της βλάστησης και το έντονο ανάγλυφο) και παρείχε ακριβείς και αξιόπιστες εκτιμήσεις σε πολλές επί μέρους περιοχές. Επαληθεύσαμε τη συμφωνία μεταξύ των πεδίων παραμόρφωσης των παρατηρήσεων GPS και συμβολομετρίας. Επίσης τα συγκρίναμε με δεδομένα τηλεπισκόπησης και επίγειες παρατηρήσεις από ανεξάρτητες μελέτες. Εστιάσαμε σε συγκεκριμένες περιπτωσιολογικές μελέτες και παρουσιάσαμε τους ρυθμούς παραμόρφωσης μαζί με διατομές μέσα στην πόλη της Πάτρας, γύρω από τη γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου, γύρω από τις αστικές περιοχές του Ψαθόπυργου, Αίγιου, Σελλιανίτικων, Ναυπάκτου, Ακράτας, νήσου Τριζονίων, και τα ποτάμια δέλτα του Ψαθόπυργου, Σελλιανίτικων, Αιγίου, Μόρνου, Μαραθιά και Ακράτας. Σημαντική παραμόρφωση του εδάφους παρατηρείται μέσα στην πόλη της Πάτρας, οφειλόμενη όχι μόνο στην αστική καθίζηση (όπως συμβαίνει συχνά), αλλά και στην μετακίνηση των ρηχών δομών που ενδέχεται να προκαλούνται από βαθιές τεκτονικές μετακινήσεις στην επαφή του δεξιόστροφου ρήγματος πλευρικής ολίσθησης που συνδέεται με τον σεισμό της Μόβρης. Το τελευταίο διεισδύει στη ξηρά και συνδέεται μεταξύ Ρίου και Πάτρας (ρήγμα πλάγιας ολίσθησης) και στη συνέχεια με το κανονικό ρήγμα του Ψαθόπυργου στην είσοδο της ρηξιγενής ζώνης της Κορίνθου. Το ρήγμα Ρίου-Πάτρας αποτελεί μια ζώνη μετάβασης, συνδέοντας την ζώνη πλευρικής ολίσθησης στο Νότο με