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Subduction, orogènes et prismes orogéniques

La subduction océanique

Dynamique de la subduction

La modélisation du processus de subduction a démarré en 2004 dans le cadre du projet DyETI « Dynamique de la subduction » (S.Lallemand, resp.). Projet fédérateur (équipe litho-tecto et manteau-noyau) axé sur la dynamique de la subduction, il s’agit de réaliser des modèles analogiques et numériques des interactions lithosphère-asthénosphère dans les systèmes de subduction, validés par les observations cinématiques et géodynamiques de l’ensemble des subductions océaniques. Le principe est de croiser une analyse statistique des paramètres physiques des zones de subduction avec des modèles physiques numériques ou analogiques. On s’intéresse en particulier aux relations entre déformation du slab et de la lithosphère chevauchante en liaison avec le mouvement absolu des plaques. Il est prévu de réaliser un site interactif permettant à chacun d’avoir accès à une base de données sur les subductions.

Après 4 années de projet DyETI, une demande vient d’être soumise à SEDIT ("Déformation du manteau à l’aplomb d’une zone de subduction") axée sur le couplage lithosphère-manteau et l’anisotropie sismique observée dans le coin mantellique.

Par ailleurs, une conférence internationale est organisée du 4 au 7 Juin 2007 à Montpellier sur la Géodynamique des Zones de Subduction.

    • Membres du laboratoire impliqués : S. Lallemand, J. Chéry, A. Tommasi, G. Barruol
    • Sujet de thèse proposé : Déformation lithosphérique en convergence oblique : approche numérique 3D
    • Collaborations nationales : R. Hassani (Chambéry), E. Tric (Sophia-Antipolis) ...
    • Collaborations internationales : C. Faccenna et F. Funiciello (Rome), D. Arcay (ETH Zurich)

Le projet intitulé « Failles actives, zone sismogénique & aléa sismique à la jonction entre la subduction des Ryukyus et la collision arc-continent de Taiwan » (S.Lallemand, resp.) est soutenu par l’ANR, volet « Catastrophes telluriques et tsunami ». Plusieurs résultats récents indiquent que les 2 plaques en convergence (la plaque Philippine en subduction et la plaque Eurasie chevauchante) se déforment intensément près de Taiwan, expliquant ainsi la concentration anormale de forts séismes sous l’avant-arc. Il semble d’après les premières études que la plupart des failles actives soient distinctes de l’interface - sensu stricto - de subduction. Il est par conséquent vital de connaître précisément la géométrie de ces failles et leur interaction éventuelle avec la zone sismogénique, car seule la rupture de cette dernière
serait susceptible de générer des séismes de M > 7. Nous nous proposons dans ce projet de mieux caractériser les failles actives à l’origine de la concentration de séismes près de Taiwan afin de proposer un modèle de déformation et évaluer l’aptitude de ces failles à déclencher un fort séisme. Le projet sur 3 ans inclus 2 phases d’acquisition sismique passive et active (OBS)
et plusieurs volets de traitement de données et de modélisation numérique de la déformation.

    • Membres du laboratoire participant au projet : S. Lallemand, J. Malavieille, S. Dominguez, A. Chauvet, S. Gautier, R. Bayer, A. Taboada, Jean-François Ritz, M. Jolivet
    • Collaborations nationales : UMR Géosciences Azur, LGIT, ENS-Paris, IFREMER, CEREGE
    • Collaborations internationales : Academia Sinica et National Taiwan University, Binghamton et Texas Universities

Coupe schématique de la région avant-arc présentant le mécanisme au foyer moyen des séismes et l'ambiguité qui en résulte en matière d'interprétation structurale.

Le projet ANR ACTS-Taiwan

La subduction d’une dorsale océanique active (sud Chili)

Nous étudions depuis plusieurs années les effets de la subduction d’une dorsale active, la dorsale du Chili, sur l’évolution tectonique et magmatique de la plaque supérieure au niveau des Andes de Patagonie. La subduction d’une dorsale active s’accompagne de nombreuses conséquences dont :

  • l’absence d’arc volcanique calco-alcalin sur la plaque supérieure,
  • l’ouverture d’une fenêtre asthénosphérique au niveau de la divergence des plaques plongeantes et la mise en place de magmas alcalins dans l’arrière-arc,
  • des perturbations dans le régime de contrainte et dans la déformation de la plaque supérieure, allant jusqu’à un tenseur extensif localement.

Un projet Dyeti financé en 2006 (resp. Y. Lagabrielle) est plus particulièrement axé sur les anomalies orogéniques dues à la présence de manteau anormalement chaud sous les Andes de Patagonie. A la latitude du point triple du Chili (46°12’S), les Andes montrent une variabilité topographique à faible longueur d’onde, très surprenante. En effet, sur quelques dizaines de kilomètres, on trouve des reliefs imposants (Mont St Valentin à 4058m) surplombant une grande dépression orthogonale au front
tectonique andin, et occupée par le lac General Carrera Buenos Aires dont le fond se trouve 300 m sous le niveau de la mer. Nous prévoyons d’analyser et de modéliser les différentes structures tectoniques extensives, compressives et transpressives, témoignant de perturbations du champ de contraintes régional dans cette région et d’analyser l’évolution des styles de déformation avec la progression du point triple du Chili vers le nord.

    • Membres du laboratoire impliqués : Y. Lagabrielle, J. Malavieille, R. Soliva, étudiants M1 et M2
    • Programmes soutenant l’action : INSU-Dyeti, ECOS Chili et Argentine (2003-2005) dossier renouvelé pour 2006-2009.
    • Sujet de thèse proposé en 2006 : Etude tectonique des Andes au niveau du Point triple du Chili.
    • Collaborations nationales : R. Maury (Brest), C. Guivel (Nantes)
    • Collaborations internationales : M. Suarez (Santiago), E. Rossello (Buenos Aires), F. Espinoza (doctorant chilien, co-tutelle).