Poster Arctique FB.ai

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10
R 48
R 38
R 28
R 24
R 16
5000 1000 1500 2000 3000 4000 50002500
5000 1000 1500 2000 30002500 5000 1000 1500 2000 30002500
5000 1000 1500 2000 30002500
3500
5000 1000 1500 2000 30002500 3500
4500 5500
Sea
Kara
Bay
Bay
A r c t i c
Beaufort
Laptev
Barents Sea
Greenland
Baffin
Hudson
Sea
Sea
Sea
Sea of
Okhotsk
Lake
Lake
Great Bear
Great Slave
Sea
Baltic
Black Sea
Sea
Bering
Strait
Chukchi
average minimum
extent of sea ice
Lena
Kolyma
Aldan
Vilyuy
Yukon
Lena
River
Yenisey
Lake
Lake
Ladoga
Onega
Volga
River
Mackenzie
North
Sea
East
Siberian
N o r t h P a c i f i c
Lake
Athabasca
O c e a n
Bering Sea
O c e a n
Denmark Strait
Davis Strait
N o r t h A t l a n t i c O c e a n
Labrador
Sea Norwegian
Sea
Pechora
Ob'
Ob'
Irtysh
Kama
Don
Dnipro
Sea
Amur
Alaska
Gulf of
Peace
e
r
v
R
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Sukhona
Dvina
Vychegda
S
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v
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y
a
R U S S I A
C A N A D A
U.K.
IRE.
ICELAND NORWAY
SWEDEN
FINLAND
LATVIA
LITH.
BELARUS
UKRAINE
POLAND
DENMARK
GERMANY
EST.
KAZ.
JAPAN
(DENMARK)
Greenland
(NORWAY)
Svalbard
(NORWAY)
(NORWAY)
CHINA
UNITED STATES
Faroe
Islands
Jan Mayen
RUS.
(DENMARK)
10°C (50°F) isotherm,
July
Belfast
Dublin
Juneau
Anchorage
Dawson
Inuvik
Barrow
Provideniya Anadyr'
Cherskiy
Arkhangel'sk
St. Petersburg
Magadan
Khabarovsk
Nizhniy
Novgorod
Kazan'
Perm'
Whitehorse
Yellowknife
Echo Bay
Nome
Bay
Prudhoe
Fairbanks
Alert
Nord
Tasiilaq
Kangerlussuaq
(Ammassalik)
Okhotsk
Oymyakon
Verkhoyansk
Bjørnøya
Tiksi
Moscow
Tallinn
Vilnius
Qaanaaq
(Thule)
Kaujuitoq
(Resolute)
Cambridge
Bay
(Frobisher Bay)
Iqaluit
Kangiqcliniq
(Rankin Inlet)
Narsarsuaq
(Frederikshåb)
Itseqqortoormiit
(Scoresbysund)
Noril'sk
Dikson
Lake
Watson
Hay
River
Rostov
Volgograd
Saratov
Samara
Yakutsk
Helsinki
Oslo
Riga
Kharkiv
Kiev
Minsk
Warsaw
Berlin
Copenhagen
Kodiak Bethel
Valdez
Pevek
Repulse Bay
Tromsø
(Søndre Strømfjord)
Reykjavík
Nuuk
(Godthåb)
Stockholm
Tórshavn
Paamiut
Longyearbyen
Murmansk
Sakhalin
administered by Russia, claimed by Japan.
KU
RIL
ISL
AN
DS
A
LE
UT
IA
N
IS
LA
ND
S
occupied by the Soviet Union in 1945,
Kamchatskiy
Petropavlovsk-
Island
Wrangel
NOVAYA
ZEMLYA
FRANZ
JOSEF
LAND
SEVERNAYA
ZEMLYA
NEW
SIBERIAN
ISLANDS
Ellesmere
Island
ISLANDS
QUEEN
ELIZABETH
Banks
Island
Victoria
Island
SHETLAND
ISLANDS
Baffin
Island
Circle
Arctic
30
30
60
70
60
50
Circle
Arctic
150
120
180
150
120
60
North
Pole
80
90 E
90 W
0
80
70
60
50
0
0
500 Kilometers
Azimuthal Equal-Area Projection
500 Miles
average temperature for the warmest month is below 10ºC.
The Arctic region is often defined as that area where the
-
Scale 1:39,000,000
64°N
66°N
25°W 20°W 15°W 100 km
0.9 cm/an
0.9 cm/an
Ride de
Kolbeinsey
Ride de
Reykjanes
Volcanique
Zon e
ouest
Volcanique
Zon e
est
Volcanique
Zon e
Nord
ull
Le bord ouest du Vatnajökull (données radar EMISAR ;
Le bord ouest du Vatnajökull (données radar EMISAR ;
ligne noire tiretée : bord en 1946, données AMS).
ligne noire tiretée : bord en 1946, données AMS).
(
Eyjólfur Magnússon, EPSL, 2005
Eyjólfur Magnússon, EPSL, 2005)
Deux approches complémentaires :
Géométrie et dynamique de fonctionnement des structures du rift.
► Les questions qui se posent :
● Comment connaître la géométrie des failles normales en profondeur ?
tanζ = Δv/Δe
→ tanζ = ΣΔv/ΣΔe
En surface : fissures éruptives et non-
éruptives, faille normales proches de la
verticale et ouvertes.
En profondeur : failles
normales inclinées et
dykes, visibles dans les
zones anciennes érodées.
● Comment se répartit la déformation ? et quelle est la part de l’extension due aux cisaillements
normaux et celle due à l’ouverture des fissures ?
Profil Longueur ΣδLfissure ΣδLFaille ΣδLtotal β = Lt/(Lt-dLt) dLf/dLF
A-A’ 2600 m 11.75 ± 5 m 13.10 ± 1 m 24.85 ± 6 m 1.0096 ± 0.001 0.908
B-B’ 2500 m 11.86 ± 5 m 10.19 ± 1 m 22.05 ±6 m 1.0089 ± 0.001 1.162
Chaque processus d’extension (failles, fissures) accommode la moitié de la déformation.
● Comment se fait la croissance d'une faille normale ?
Recouvrement partiel par
une nouvelle coulée.
Pré-fracturation pléistocène du substrat
du faisceau de Thingvellir.
Mise en place des unités holocènes
(= ennoyage) puis d’un réseau de
fractures au travers de ces coulées.
Evolution du rejet longitudinal le long de 5
failles dans le faisceau de Vogar.
Modèle conceptuel de croissance de faille
normale dans le faisceau de Vogar.
SB SB SB SB
d2
d2
d1
d1
L1
L2
Stage 2
Stage 1
Stage 2Stage 1
ab
Time
Throw
central segment
growth line
onset of
interaction
tanζ = (Δv - Δv’)/( Δe + Δe’)
→ tanζ = (ΣΔv - ΣΔv’)/( ΣΔe + ΣΔe’)
● De quoi dépend la géométrie des différents faisceaux ? Une question encore en suspens !
Vogar
Hrafnagjá
Huldugjá
Klefgjá
G
r
i
n
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k
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j
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B
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l
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g
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Stakksfjörður
Skógfellahraun
Kalffelheiði
Vogaheiði þráinsskjaldarhaun
Strandarheiði
V
a
t
n
s
l
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y
s
u
s
t
r
ö
n
d
7096
7094
7092
430 435 440
Observations et mesures dans le faisceau
Bárdarbunga-Veidivötn. Système de restitution stéréoscopique
numérique (LGCA, Univ. Savoie).
Partitionnement de la déformation dans le faisceau de Krafla.
(Olivier Dauteuil et al., 2001)
Faille bordière est du fossé du Leirhnjukur,
faisceau du Krafla.
Failles normales et dykes dans terrains
tertiaires, Ouest Islande.
(d’après Patience Cowie, Gerald Roberts, JSG, 2001)
(Lionel Sonnette et al., JSG, 2010 )
(Thierry Villemin, Françoise Bergerat, JSG, 2013)
Fissure éruptive dans le fossé du
Leirhnjukur, faisceau du Krafla.
Relations entre la géométrie des fractures ouvertes et les failles
normales en profondeur. (Jacques Angelier et al., JSG, 1997)
(Olivier Dauteuil et al., JSG, 2001)
Système GPS cinématique, faisceau de
Thingvellir.
Le rift islandais est composé, à l’heure actuelle, de trois zones volcaniques
majeures, les deux plus actives (zone volcaniques nord et est) étant cen-
trées au dessus de l’apex du hot spot.
Chaque zone est constituée de faisceaux de fractures disposés légère-
ment en échelon.
Chaque faisceau de fractures est constitué d'un assemblage de failles normales, de fractures ouvertes (sans
arrivée en surface de matériel éruptif), de fractures éruptives et d’un volcan central.
Les trois zones volcaniques du rift islandais,
le point-chaud et le glacier du Vatnajökull.
Exemple de la zone volcanique nord et du faisceau de l’Askja
(fractures ouvertes en vert et fissures volcaniques en rouge).
(Ásta Hjartardóttir, Master Thesis, 2008)
Askja : le cratère “Víti “ du volcan central
formé lors de l’éruption de 1875.
Large fissure dans le faisceau de
l’Askja : le canyon Jökulsárgljúfur.
Interprétation de la mosaïque de photos aériennes du
faisceau de Vogar.
(bleu: faille normale à regard est, vert : f. norm. à regard
ouest, rouge: fissure ouverte).
(Thierry Villemin, Françoise Bergerat, JSG, 2013)
Interprétation de la mosaïque de photos aériennes du
faisceau Bárdarbunga-Veidivötn (rouge et violet: faille
normale à regard ouest, bleu et vert: f. norm; à regard est,
jaune: fissure ouverte).
(Romain Plateaux, Ph D Thesis, 2012)
Le bord ouest du Vatnajökull (données radar EMISAR ;
ligne noire tiretée : bord en 1946, données AMS).
(Eyjólfur Magnússon, EPSL, 2005)
Modèle d’escarpement simple Modèle de fossé asymétrique
► Seul exemple au monde d’interaction entre un point
chaud, un rift océanique actif et une calotte glaciaire.
La zone arctique (définie comme la
région où la température moyenne du
mois le plus chaud est < 10°)
La dorsale médio-Atlantique au niveau de
l'Islande. (Elliot Lim, CIRES & NOAA/NGDC)
Modèle du point chaud islandais.
(Dietmar Müller, Univ. Sydney)
Gildrulholtagja
5000 ans
Formation d’un fossé.
Mjoafellagja
2000 ans
Recouvrement total de la faille
par une nouvelle coulée.
Fracturation de la surface.
De la dynamique du rift aux interactions com-
plexes entre (sismo-) tectonique, volcanisme
et climat.
Le Vatnajökull (superficie : 8 390 km2, épaisseur maximale 1000 m)
► perte de 400 km3 de glace depuis la fin du “petit âge glaciaire”
► Les questions qui se posent :
● L’évolution du glacier exerce-t-elle un contrôle sur l’évolution
tectonique et magmatique sous-jacente ?
● Mais aussi : Comment et à quelle vitesse les phénomènes pro-
fonds qui affectent la surface, influencent-ils le comportement
du glacier ?
● Et finalement : quels sont les enjeux sociétaux ?
○ Économie.
○ Santé.
L’Islande, une île volcanique :
● en zone arctique,
● sur la dorsale médio-atlantique
● au dessus d'un point chaud du manteau terrestre.
● Le terrain : mesures
classiques (boussole,
mètre) et "à distance"
(distancemètre, GPS).
● La stéréo-photogram-
métrie (vues prises d'héli-
coptère, photographies aé-
riennes).
(Lionel Sonnette, Master Thesis, 2007)
« hélicoptère »« avion »
Le faisceau de Thingvellir : mosaïques de photographies aériennes
Bloc diagramme schématique de la déformation (surface/profondeur).
Des géométries diverses (grabens parallèles, rift asymétrique...)
Champs de fractures actifs sur la dorsale médio-atlantique :
le rift islandais
Françoise BERGERAT1, Romain PLATEAUX2, Lionel SONNETTE3 et Thierry VILLEMIN4
1 : ISTeP, UMR 7193, CNRS-UPMC, Paris, France
2 : GEOAZUR, UMR 7329, CNRS-UNS-IRD et Institute of Oceanography, National Taiwan University
3 : GEOAZUR, UMR 7329, CNRS-UNS-IRD et Earth Sciences Institute, Academia Sinica, Taiwan
4 : EDYTEM, UMR 5204 CNRS-Université de Savoie, France.