Jelly sandwich ou Crème brûlée
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Déformations actuelles et séismes Sismicité et rhéologie de la lithosphère continentale Jelly sandwich ou Crème brûlée ? Jackson, 2002 Quelques rappels Croûte - Manteau Croûte Océanique – Couche sédimentaire (0<h<qq km; hmoy~300 m; Vp~2 km/s; d~2.3) – Socle basaltique (0.9<h<2.5 km; Vp~4-6 km/s; d~2.55) – Socle serpentinisé (3.4<h<6.2 km; Vp~6.7 km/s; d~2.95) Croûte Continentale – Couche sédimentaire (h<qq km; Vp~3.5 km/s; d~2-2.5) – Socle (20<h<70 km; Vp~5.6–6.5 km/s; d~2.7-2.9) Manteau – Nature péridotitique – Définit par des discontinuités sismique Moho et couche D ’’ La différence entre la croûte et le manteau est de nature compositionnelle Lithosphère Lithosphère géochimique – Réservoir isolé – Signature géochimique propre – Séparée de la convection mantellique depuis plus de 109 ans. Lithosphère sismique – Par opposition à la LVZ (asthénosphère), la lithosphère est une zone à forte vitesse – Variation de Vs à ~10-20 km pour océans jeunes – Variation de Vs à ~150-200 km pour cratons Lithosphère mécanique – Milieu élastique, par opposition à l’asthénosphère visqueuse – Pour les océans coïncide avec l’isotherme 600°C Lithosphère thermique – Son épaisseur est définie par la profondeur de l’isotherme 1280°C, température de fusion des roches mantelliques La différence entre la lithosphère et l’asthénosphère est associée à la rhéologie Enveloppes rhéologiques Comportement cassant Byerlee, 1978 Equation constitutive τ = μσn + C τ = 0.85 σn τ = 0.6 σn + 0.5 σn <200 MPa σn <1700 MPa Equation constitutive (τ, σ) = f(σ1,σ3) σ1 - Pp = 4.9 (σ3 - Pp) σ1 - Pp = 3.1 (σ3 - Pp) +180 σ3 - Pp <100 MPa σ3 - Pp >100 MPa σ 1 > σ3 • Compression : σ1 horizontal, σ3 vertical (=ρgz) • Extension : σ3 horizontal, σ1 vertical (=ρgz) Domaine possible Enveloppe rhéologique Enveloppes rhéologiques Comportement ductile Equation constitutive σ1 − σ3 = (ε A-1)1/n e Q/nRT Domaine possible Lithosphère océanique Lithosphère continentale Etude paramétrique Lithosphère continentale - Csup Qz h=15km d=2.7 - Cinf diorite d=2.9 - Moho à 50 km - Manteau Olivine d=3.3 - Pp= 0 Pa - 10 °/km - 10-14 s-1 Etude paramétrique Etude paramétrique Etude paramétrique Etude paramétrique Du laboratoire au terrain Laboratoire 1 mm/jour/1m ~ 10-8 s-1 Ride médio-atlantique 1 cm/an/10 km ~ 10-13 s-1 Hypothèse : Les paramètres mesurés sont indépendants du taux de déformation Observations à l’échelle lithosphérique Champ de température Champ de température Rigidité flexurale Watts, 2001 Watts et al., 1997 Viscosité du manteau Viscosité du manteau Monési, 2003 Limite fragile-ductile Weins & Stein, 1984; Chen & Molnar, 1983; Watts & Burov, 2003 Jelly sandwich ou Crème brûlée ? Jackson, 2002
