Caractérisation de la géométrie des failles et de la sédimentation cosismique dans la partie ouest du Golfe de Corinthe en combinant données de sismique et de carottage

Late quaternary sedimentation in the western gulf of Corinth : interplay between tectonic deformation, seismicity, and eustatic changes

• Auteur / Autrice : Arnaud Beckers
• Direction : Christian Beck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers, et de l'environnement
• Date : Soutenance le 05/10/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE) en cotutelle avec Université de Liège
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre, de l’environnement et des planètes (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre (Grenoble)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Savoie Mont Blanc (1979-....)
• Jury : Président / Présidente : Alain Demoulin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aurélia Hubert-Ferrari, Geore Papatheodorou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lisa Mcneill, Mary Ford

Mots clés

Mots clés contrôlés

Failles (géologie)

Mots clés libres

Paleosismologie

Rift

Grèce

Corinthe

Tremblement de terre

Glissement de terrain sousmarin

Paleosismology

Rifting

Greece

Corinth

Earthquake

Submarine landslide

Résumé

Le rift de Corinthe, en Grèce, est un jeune rift séparant la Grèce continentale du Péloponnèse. Sa partie la plus active, où la subsidence a été la plus importante durant le Quaternaire récent, a été envahie par la mer Méditerranée et forme le Golfe de Corinthe. Cette région est sujette à de nombreux aléas naturels : fréquents séismes, tsunamis et glissements de terrain côtiers. Cette thèse est dédiée à l'étude de ces processus à l'extrémité ouest du Golfe, où le l'aléa sismique, en particulier, est le plus élevée. Nous avons investigué les sédiments quaternaires accumulés sous le golfe, par l'acquisition de profils sismiques et de carottes sédimentaires. Premièrement, 22 grands glissements de terrains sous-marins ont été découverts. Leur volume varie entre 106 et 109 m3. Ces glissements eurent lieu durant 6 intervalles de temps, 4 durant l'Holocène et 2 durant le Pléistocène supérieur. Parmi les possibles facteurs ayant favorisé ou déclenché ces glissements, le rôle des apports sédimentaires semble avoir été prépondérant. Ensuite, une carte détaillée des failles en mer a été réalisée. Cette carte met en évidence, pour la première fois, des mouvements décrochants significatifs dans la partie marine du rift. Trois phases sont mises en évidence dans l'évolution tectono-sédimentaire. Durant ces phases, nos interprétations suggèrent une migration vers le nord de la déformation, conduisant à la désactivation progressive de grandes failles normales à pendage sud qui contrôlaient la subsidence durant une première phase du rifting. Par l'étude des carottes sédimentaires, nous avons ensuite recherché dans les sédiments récents des événements sédimentaires ayant été déclenchés par les grands séismes historiques. La meilleure correspondance entre l'âge des événements et l'âge des séismes est observée dans la partie la plus profonde du bassin. Finalement, quatre carottes plus longues ont été prélevées dans cette région et ont révélé une distribution spatiale et temporelle spécifique des glissements sous-marins au cours des derniers 500 à 1000 ans. Cette distribution est interprétée comme résultant principalement de variations dans la fréquence des grands séismes. Ainsi, selon ces nouvelles données, une période de quiescence sismique eut lieu entre ~1740 et ~1890 AD à l'ouest de la zone d'étude alors qu'à l'est, une quiescence sismique aurait eu lieu plus tôt, entre ~1500 et ~1700 AD.

The Corinth Rift, in Greece, is a young and active continental rift stretching between Continental Greece and the Peloponnese. The most active part of the rift, where the subsidence has been the highest during the Late Quaternary, has been covered by the sea and forms the Gulf of Corinth. This area is prone to natural hazards, including frequent large earthquakes, tsunamis and coastal landslides. The present thesis is dedicated to the study of these processes at the western tip of the Gulf, where the earthquake hazard, in particular, is considered as very high. We have investigated the Quaternary sediments below the Gulf of Corinth floor, through seismic reflection profiling and gravity coring. First, 22 large mass transport deposits were discovered. Their estimated volumes range from 106 to 109 m3. Large mass wasting events occurred in six stratigraphic intervals, four attributed to the Holocene and two attributed to the Upper Pleistocene. Among possible preconditioning factors and triggers, the likely influence of the sediment supply is highlighted. Then, an accurate map of offshore faults is presented. The map highlights for the first time significant strike-slip component in the offshore Corinth Rift, in addition to the dominant normal strain. Three phases are proposed for the Late Quaternary tectono-sedimentary evolution of the area. During these phases, the strain was suggested to migrate northward, driving the progressive deactivation of the large south-dipping faults that controlled the subsidence in an earlier phase of the rifting. Based on the sediment cores, sedimentary events triggered by large historical earthquakes in the last 3 centuries have been looked for. The best fit between the age of the identified event deposits and large historical earthquakes is observed in the deep basin. Finally, four longer cores retrieved in this area reveal specific spatial and temporal patterns of slope failures for the last 500-1000 yr. Such pattern is interpreted as resulting primarily from changes in the frequency of strong earthquakes. From these data, a period of seismic quiescence may have occurred between ~1740 and ~1890 AD in the west of the study area, while eastward, seismic quiescence would have occurred earlier, between ~1500 and ~1700 AD.