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Mesures GPS à travers la chaîne de l’Altay

Les montagnes de l’Altay situées à la frontière entre la Chine, la Russie et la Mongolie correspondent aux reliefs les plus septentrionaux qui se sont formés sous l’effet de la collision de l’Inde dans l’Asie. L’Altay correspond également à la région la plus continentale au monde, située à plus de 2000 km des océans Indien, Pacifique ou Arctique. Les forces engendrées par la collision Inde-Asie, il y a 65 millions d’années, ont mis un peu plus de 55 millions d’années pour être assez grandes et réactiver dans cette région d’anciennes cicatrices de la croûte terrestre. Cette réactivation s’est d’abord traduite par une déformation en compression avec le jeu de failles inverses le long desquelles d’anciens granites, gneiss ou autres roches métamorphiques se sont soulevés. Mais rapidement, de par sa pré-fracturation héritée d’anciennes orogénèses, l’Altay s’est ensuite déformé dans un régime en transpression caractérisé par des mouvements coulissants horizontaux (décrochements) associés à des failles inverses secondaires. Ainsi, l’Altay correspond plus à une zone de reliefs constituée de blocs crustaux soulevés de quelques kilomètres le long de failles inverses qui sont recoupés par des failles décrochantes, qu’à une véritable chaîne de montagnes constituée de grands plis, de nappes de charriage et de formations métamorphique.

La déformation actuelle est concentrée sur quelques grandes failles principales qui sont, d’Est en Ouest, Har-Us-Nuur, Hovd-Olgyi et Fu-Yun. Bien que plusieurs études morphotectoniques et paléosismologiques aient été menées le long de ces failles, dont deux thèse montpelliéraines 1 et qu’une première étude GPS ait été réalisée au début des années 2000 2, la connaissance précise des vitesses de glissements le long de ces failles sismiques capables de produire des magnitudes M8 restent partielle. Ce qui pose problème pour l’estimation précise de l’aléa sismique des grandes villes de l’Altay, comme Hovd ey Olgyi en Mongolie ou Fu-Yun en Chine, ainsi que pour la compréhension globale de la géodynamique régionale.

C’est dans l’objectif de compléter ces résultats préliminaires qu’une équipe de scientifiques a implanté au cours de l’été 2019 un nouveau transect GPS à travers l’Altay dans sa partie centrale (Figure 1, points verts). Cette mission, réalisée dans le cadre du projet PICS "Seismong" (PI J. Ritz), a réuni une équipe mongole de l’Institut d’Astronomie et de Géophysique (IAG) de l’Académie des Sciences de Mongolie (Directeur Demberel, Dr Ulziibat, une étudiante en thèse Ms Erdenzul, un ingénieur Mr Bayarsaikhan et deux techniciens Mr Batbayar et Mr Chimee) et une équipe du laboratoire Géoscience Montpellier (J. Ritz, A. Chauvet, M. Ferry, P. Vernant et C. Boivin, étudiant en M2 ). Un projet équivalent - c’est-à-dire la poursuite occidentale du transect GPS à travers l’Altay chinois (Figure 1, points violets) - est actuellement en discussion avec le Dr Jiankun He, de l’Institut de recherche sur le plateau tibétain (Académie chinoise des sciences, Pékin). Figure 1 : Nouveau transect GPS au travers de l’Altay (les flèches avec les cercles correspondent aux vecteurs GPS d’après les données de Calais et al., 2003 et Zubovich et al., 20103)

Compte tenu de l’ordre de grandeur des taux de glissement des failles dans la région (environ 1 mm / an), la stratégie de mesures après l’implantation du transect et la première campagne de mesure de l’été 2019, sera de remesurer le transect, deux ans plus tard à l’été 2021 pour obtenir une première tendance du champ de vitesse et vérifier que les points GPS sont toujours préservés. Une deuxième campagne sera réalisée quatre ans après, soit en 2023 et permettra de calculer un champ de vitesses GPS précis (autrement dit la charge de déformation intersismique) à travers les grandes failles mongoles d’Har-Us-Nuur et de Hovd. Figure 2 : Implantation d’un point GPS près de la frontière sino-mongole (de gauche à droite : Batbayar, Chimee, Erdenszul "Zula", Jeff Ritz et Alain Chauvet) © C. Boivin

1 Ricardo Vassallo (2006) "Chronologie et évolution des reliefs dans la région Mongolie-Sibérie : approche morphotectonique et géochronologique", Université de Montpellier ; Davaasambuu Battogtokh (en cours) "Analyse de la tectonique active le long de la faille de Hovd (Altaï, Mongolie) ; Implications en termes d’aléa sismique", Université de Montpellier (co-direction M. Ferry & J-F Ritz).
2 Calais, E. et al. (2003) GPS measurements of crustal deformation in the Baikal-Mongolia area (1994 – 2002) : Implications for current kinematics of Asia, J. Geophys. Res.,108(B10), 2501 doi:10.1029/2002JB002373 ; Vergnolle M. et al. (2003) Constraints on the viscosity of the continental crust and mantle from GPS measurements and postseismic deformation models in western Mongolia, J. Geophys. Res.,108(B10), 2502 doi : 10.1029/2002JB002374
3 Zubovich A. et al. (2010) GPS velocity field for the Tien Shan and surrounding regions, Tectonics, 29, TC6014, doi : 10.1029/2010TC002772


Le bulletin du laboratoire Géosciences Montpellier n°20 - novembre/décembre 2019