Subduction d`une plaque océanique constituée de
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Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Côte d'Azur UFR Sciences Proposition de Sujet de Thèse pour Contrat Doctoral UCA Adresse e-mail à utiliser pout toute correspondance : [email protected] Titre de la thèse Subduction d’une plaque océanique constituée de manteau exhumé serpentinisé sous la marge des Petites Antilles du Nord : impact sur la déformation tectonique et la sismogenèse Thesis Title How does the exhumed serpentinised mantle subducting beneath the Northern Lesser Antilles affect the margin tectonic deformation and seismogenesis? Directeur de Thèse (HDR ou assimilé) Nom : Marcaillou Prénom : Boris Téléphone : +33 4 83 61 87 15 Courriel : [email protected] Laboratoire d'accueil GEOAZUR Co-directeur Nom : Prénom : HDR : Unité de recherche : Téléphone : Courriel : Domaine Scientifique DS3 - Sciences de la Terre et de l'Univers, Espace Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Côte d'Azur UFR Sciences Description du sujet Les Petites Antilles du Nord (Antigua – Iles Vierges) constituent un cas unique au monde à ce jour, de marge active soumise à la subduction d’un grand patch de manteau serpentinisé. Les zones de subduction, siège d'une très importante sismicité, peuvent générer de très grands séismes de subduction (Magnitude > 8), comme ce fut le cas face aux Antilles centrales (Martinique-Guadeloupe) en 1843 (Bernard and Lambert, 1988). De manière cohérente, les quantifications de flexuration de la plaque plaident en faveur d'un couplage important de la zone sismogène dans ce segment (Leclerc et al., 2015). Le segment des Grandes Antilles (Iles-Vierges à Haïti) est également connu pour l’occurrence de grands séismes de subduction (e.g. McCann and Pennington, 1990). Comparativement, entre ces segments, dans les Petites Antilles du Nord aucun grand séisme de subduction n’a jamais été enregistré. D’ailleurs, une ré-interprétation récente des données GPS suggère que ce segment Nord ne soit que très partiellement couplé (Symithe et al., 2015). L’objectif de la thèse est de déchiffrer l’impact de la subduction atypique de manteau serpentinisé sur la segmentation structurale de la marge, sa déformation tectonique et la variabilité latérale supposée forte du potentiel sismogène. Les petites Antilles du Nord sont un laboratoire de choix pour cette étude en raison de l’importante variation structurale, la subduction de rides, l’augmentation drastique de l’obliquité de la convergence des plaques et les variations de flux de chaleur. La découverte, il y a quelques mois d’un patch de ~200x200 km de manteau serpentinisé exhumé et fortement hydraté dans la plaque plongeante accroit encore cette hétérogénéité structurale. Au cours de ce travail, le-la doctorant-e abordera les questions suivantes : - Quelles sont les variations latérales de la structure profonde de la zone de subduction des Petites Antilles? - Quelles sont les caractéristiques structurales, tectoniques, thermiques de la subduction du patch de manteau serpentinisé ? - Quelle est l’influence de ces variations latérales sur le potentiel sismogène et le comportement tectonique de la marge - Quelles sont les variations latérales des structures et des bassins de la plaque supérieure à l'aplomb de la zone mécaniquement couplée? Le/la doctorant disposera pour ce faire des profils de sismique réflexion profonde acquis pendant la campagne Antithesis 3 (2016) au moyen de la nouvelle flûte solide de l’IFREMER (720 traces) (Marcaillou et al., 2016). Ces données s’intègrent à un jeu complet et récent de données des campagnes Sismantilles et Antithesis 1 et 2, incluant des lignes sismique réflexion et réfraction, une carte bathymétrique complète, des mesures de flux de chaleur, les relocalisations précises des séismes enregistrés par le déploiement temporaire d’un réseau de sismomètres sous-marins et les données régionales des champs potentiels gravifique et magnétique (Marcaillou et al., 2013; Lebrun et al., 2015; Marcaillou et al., 2015). Le-la doctoran-e bénéficiera des récents progrès du groupe de recherche Antithesis (Laurencin et al., submit; Paulatto et al., submit). Sa tâche principale consistera à traiter et interpréter les données de sismique réflexion profonde au moyen de la solution logicielle moderne Géovation®, développée et utilisée par les compagnies privées, notamment pétrolières. La quantité et la diversité des données disponibles fourniront au-à la doctorant-e une certaine latitude pour orienter, dans un second temps, ses travaux selon son choix vers l’analyse des données de sismologie de la zone, l’étude thermique et thermo-mécanique de l’interplaque ou l’étude Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Côte d'Azur UFR Sciences morphostructurale et sismostratigraphique de la région. Description of the thesis The Northern Lesser Antilles (Antigua-Virgin Islands) is, so far, the unique example of a convergent margin undergoing the subduction of a large patch of exhumed serpentinized mantle. 80% of the seismic activity of the world occur along subduction zones that may trigger great subduction earthquakes (Mw>8), as offshore off the Central Lesser Antilles (Martinique-Guadeloupe) in 1843 (Bernard and Lambert, 1988). Consistently, plate flexuration estimates suggest a great interplate coupling for the seismogenic zone in this central segment (Leclerc et al., 2015). The Great Antilles Margin segment (Virgin Island–Haiti) has also undergone big to great subduction earthquakes during the past century (McCann and Pennington, 1990). Contrastingly, in between, the historical seismicity catalogs indicate no big subduction earthquakes along the Northern Lesser Antilles margin. Consistently a recent interpretation of GPS data suggests that this margin segment is only partially coupled or uncoupled (Symithe et al., 2015). This thesis aims at deciphering the impact of the atypical subduction of the exhumed serpentinised mantle patch onto the structural segmentation, tectonic deformation and seismogenesis lateral variation of the Northern Lesser Antilles margin. This segment is an excellent area for this study because of the drastic structural variations, ridges subduction, increase in plate convergence obliquity and lateral heat-flow variations. The discovery, few months ago, of a ~200x200 km patch of exhumed serpentinized mantle increase the margin structural heterogeneity. The Phd student will address the following issues: - North-South variation in the deep structure of the Lesser Antilles subduction zone. - Structural, tectonic and thermal features of the margin segment subject to the subduction of serpentinized mantle. - Influence of these lateral variations onto tectonic deformation and seismogenesis of the margin. - Structure and tectonic deformation of fore-arc basins above the coupled interplate contact. The available data for this project include a new set of Multichannel seismic data recorded during the campaign ANTITHESIS 3 (2016) with the brand new streamer, 720 traces, of IFREMER (Marcaillou and Klingelhoefer, 2016). These data complete a great and recent dataset that includes wide angle and multichannel seismic data, a complete bathymetric map, heat-flow measurements, location of micro-earthquakes recorded with a temporary web of Ocean Bottom Seismometers as well as regional gravimetric and magnetic data (Lebrun and Marcaillou, 2015; Marcaillou, 2015; Marcaillou and Klingelhoefer, 2013 ). The PhD student will integrate the highly-active ANTITHESIS scientific team (Laurencin et al., submit ; Paulatto et al., submit) processing and interpreting the seismic data with Geovation®, the latest geophysical software for seismic processing and imaging by CGG, in use in numerous private companies, particularly for gas and oil exploration. Moreover, the quantity and diversity of available data will allow the PhD student to direct, according to his/her will, his/her researches towards the seismotectonic of the margin fore-arc, the thermo-mechanical behavior of the interplate contact or the regional morphostructure and seismo-stratigraphy study. Informations complémentaires Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Côte d'Azur UFR Sciences A l'issue de cette thèse, outre les débouchés dans le domaine de la recherche fondamentale, le candidat aura acquis des compétences dans le traitement de données d'imagerie sismique et l'analyse des structures des bassins. Ces compétences sont très recherchées dans les domaines de la géologie des réservoirs pour le stockage (CO2, déchets…) ou la prospection de ressources pétrolières, minières, hydrique ou géothermiques, dans celui du développement des territoires pour leur aménagement et leurs adaptations aux changements climatiques, ainsi que dans celui de la prévention des risques naturels telluriques. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
