Structure de la zone de subduction de Sumatra au large de l’île de Pagai

Structure de la zone de subduction de Sumatra au large de l’île de Pagai.

Module de Tectonique- L3, Département de Géosciences de l’Ecole normale supérieure.

Contrôle continu du 10-04-2018

Sujet proposé par Mathieu Rodriguez, d’après les travaux de Singh et al., GRL, 2011.

Durée : 2h

Rappel & Conseils : Tout schéma doit comporter des échelles. Toute réponse doit être argumentée le plus rigoureusement et de la façon la plus approfondie possible, dans la limite de ce que montrent les données.

Généralités sur la zone d’étude :

Les zones de subduction sont à l’origine de séismes dévastateurs, et souvent tsunamigènes, comme illustré de façon tragique par le Séisme de Mw 9.3 du 26 Décembre 2004, sur la zone de subduction de Sumatra, à l’origine de plus de 250 000 morts. Il est donc nécessaire de contraindre la structure des zones de subduction, et en particulier de déterminer la distribution et la géométrie des failles, pour établir des scénarios de rupture sismique et de genèse des tsunamis cohérents.

L’objectif de ce sujet est d’établir la structure de la zone de subduction de Sumatra au large de l’Ile de Pagai, qui a été affectée en 2010 par un séisme de Mw 7.8, à l’origine de nombreux dégâts matériels, ainsi que de 500 morts et une dizaine de milliers de blessés.

Informations sur les figures 1 & 2 :

La figure 1 représente un schéma simplifié de la zone de Pagai, avec la localisation des principales structures, la distribution des séismes avec les mécanismes au foyer des séismes fournis pour les évènements de Mw>7 sur la période 2005-2011 (le séisme de Pagai est le mécanisme en rouge). La Figure 1 présente également une couverture en bathymétrie multifaisceaux partielle de la zone et la localisation du profil sismique fourni en Figure 2. Les courbes en pointillé montrent la distribution du glissement sur le plan de faille lors de l’évènement de Pagai en 2010. Notez que tous les mécanismes au foyer indiquent des jeux en faille inverse.

La figure 2 présente une ligne sismique multi trace recoupant la zone de subduction au large de Pagai. Notez que le profil sismique a été converti en profondeur (unités en km et non en seconde temps double). Les hypocentres des séismes et les mécanismes au foyer associés sont projetés sur la ligne. La figure 2b est un zoom du profil 2a (cadre jaune) : ce zoom permet d’étudier en détail les structures géologiques au front de la rupture du séisme de Pagai en 2010.

Questions :

1- La figure 1 présente une interprétation incomplète de la bathymétrie multifaisceaux de la zone, avec seul le chevauchement frontal de la subduction indiqué. Complétez l’interprétation de la carte multifaisceaux en déterminant la nature des structures et morphologies clefs (veillez à bien préciser les critères d’identification dans les légendes).

2-Réalisez l’interprétation la plus détaillée et la plus rigoureuse possible des profils présentés en Figure 2 (pointé des réflecteurs clefs, pointé des structures et discordances principales, légende des structures observées) en distinguant bien la plaque plongeante, la plaque supérieure et l’interface de subduction.

3- Commentez la distribution des hypocentres des séismes à la lumière de vos interprétations du profil sismique de la figure 2.

-Quel est le contexte structural de la rupture du séisme de Pagai (mécanisme au foyer rouge) ?

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