Étude des déformations d’origine volcanique en contexte andin
L’activité explosive des volcans siliciques situés dans la marge active andine reste énigmatique. Certains volcans produisent d’énormes éruptions explosives sans montrer de signaux superficiels avant-coureurs (Novoa et al., 2022) tandis que d’autres se caractérisent par de longues périodes de soulèvement qui ne sont pas suivies d’une éruption (Remy et al., 2014 Novoa et al., 2019). L’étude des déformations volcaniques à partir des observations InSAR (Interférométrie Radar à Synthèse d’ouverture) et GNSS (Système mondial de navigation par satellite) est indispensable pour tenter de mieux comprendre leur dynamique volcanique. Les mesures InSAR caractérisent les déplacements de grande longueur d’onde tandis que les données GNSS apportent des informations sur les mouvements plus locaux. Cette combinaison permet de déterminer la source des déformations et d’obtenir des informations sur les processus internes du volcan, tels que l’injection de magma et l’évolution du réservoir magmatique. Ces observations combinées à d’autres méthodes de surveillance (sismologie, pétrologie, analyses des gaz, etc…) apportent des informations essentielles pour tenter de mieux comprendre les processus qui contrôlent l’activité volcanique sous un volcan, notamment sur le mode de stockage du magma et sur les mécanismes capables de déclencher les éruptions pliniennes super explosives.
Figure 1. Quelques exemples d’interférogrammes calculés sur le complexe volcanique Cordon Caule situé au sud du Chili lors de l’éruption survenue en 2011, l’une des plus larges éruptions subaériennes du XXI -ème siècle.
Étude des déplacements de la surface terrestre dans la zone du Makran (Iran)
Le Makran est une région semi désertique qui s’étend sur une marge active d’environ 900 km de large, le long des côtes méridionales de l’Iran et du Pakistan. Dans cette région, la plaque arabe plonge sous la plaque eurasienne avec un taux de convergence qui varie entre ~3 cm/an et ~4 cm/an entre la partie occidentale et orientale de la zone de subduction. Cette région est traversée d’ouest en est par un système de quatre zones de chevauchement majeures. Dans la partie orientale se produit fréquemment des séismes de grande magnitude tandis que la partie occidentale se caractérise par une faible activité sismique et aucun séisme de forte magnitude connu. Sur cette zone d’étude de longues séries temporelles de données radar (Sentinel-1) sont calculées. Ce suivi des déplacements de la surface terrestre devrait permettre : i) de mettre en évidence des évènements de glissement lent, qui seraient cohérents avec la présence de serpentine à l’interface du plan de subduction, ii) d’étudier la répartition actuelle des contraintes tectoniques et le rôle joué par le système de failles de chevauchement et iii) d’étudier le partitionnement et la distribution des déformations entre les régions occidentale et orientale du Makran.
Intégration des observations gravimétriques spatiales dans la modélisation des déformations profondes au cours du cycle sismique.
Des variations de gravité d’origine profonde dans les mois précédant le séisme du 11 mars 2011 au Japon (Mw 9.0) et le séisme du 27 février 2010 au Chili (Mw 8.8) (Panet et al., 2018 ; Bouih et al., 2022) ont été mises en évidence (Panet et al., 2018 ; Bouih et al., 2022). Les signaux identifiés suggèrent des déformations asismiques soudaines des plaques subduites dans le manteau supérieur vers 150-300 km de profondeur, aux échelles régionales, dont la migration vers la surface pourrait avoir créé des conditions favorables au déclenchement et à la propagation de ces très grandes ruptures. Les modélisations des signaux gravimétriques pré- à post-sismiques des très grands séismes sont indispensables pour mieux comprendre l’origine de ces mouvements d’origine profonde et leurs possibles interactions dans un contexte compressif de zone de subduction. L’objectif est donc de mettre en œuvre et développer des modèles numériques s’appuyant sur des architectures hautes performances et sur l’utilisation d’éléments spectraux (SPECFEM), qui permettent de décrire et modéliser la déformation et la structure rhéologique interne capables d’expliquer les variations de gravité observées lors des Mégaséismes.
Figure 2. Variations pre-, co- et post-sismiques observées par GRACE dans la région du séisme de Tohuku survenu le 11 mars 2011 au Japon.