Cinématique des failles actives du piedmont de Taiwan | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Équipes de recherche

Tectonique et mécanique de la lithosphère

  Cinématique des failles actives du piedmont de Taiwan

Participants hors IPGP : 
Géosciences Rennes
Géosciences Montpellier
National Taiwan University (Taiwan)
Physical Research Laboratory (India)



La chaine de Taiwan est issue de la collision entre la marge passive chinoise et l’arc volcanique de Luzon. Cette chaine de montagnes est caractérisée by des taux d’érosion  et de déformation extrêmes, parmi les plus élevés au monde. Le taux de raccourcissement long-terme (~2 Ma) au travers de la chaine a été estimé à ~40 mm/an, c’est à dire 2 fois celui au travers de la chaine himalayenne ! En raison de l’obliquité entre la marge chinoise, l’arc de Luzon et la direction de convergence, la collision s’est progressivement propagée vers le sud. Par contre, au nord de l’île, la collision n’a plus lieu du fait de l’inversion de polarité de la subduction. La chaine Taiwanaise présente, de ce fait, d’importantes variations latérales du point de vue des structures et du style de déformation, illustrant la transition entre une subduction océanique et une collision du sud vers le centre de Taiwan, et l’effondrement d’une chaine de montagne au nord.

Ce contexte particulier explique pourquoi Taiwan fait partie des régions les plus sismiques au monde. Depuis le séisme de ChiChi en 1999 (Mw 7.6), de nombreuses études se sont intéressées à l’aléa sismique dans cette région, essentiellement par l’identification et la caractérisation  des failles actives. Ici, l’idée est de contribuer à ce travail en s’intéressant essentiellement au piedmont centre et sud de Taiwan.

 

-> Piedmont Central de Taiwan : Quantification des variations latérales du taux de glissement long-terme de la faille de Chelungpu.

 

La faille de Chelungpu a rompu au cours du séisme de ChiChi en septembre 1999 (Mw 7.6). Ce tremblement de terre est l’un de ceux qui ont été le plus documentés, ce qui fait que l’étude de cet événement pourrait permettre de mieux contraindre la mécanique des failles actives. Le séisme de ChiChi se caractérise par des déplacements cosismiques qui augmentent vers la surface et vers le nord de la rupture. Ces variations semblent corrélées à la géométrie et à la segmentation de la faille. Des études précédentes ont suggéré que de telles variations dans la déformation associée à la faille pourraient aussi exister sur le long-terme, mais ceci n’a jamais vraiment été démontré. Pour répondre à cette question, nous avons analysé la déformation enregistrée par des terrasses fluviales le long des rivières Choushui et Tatu. Des âges allant de ~13 ka à ~38 ka ont été obtenus pour ces terrasses par la méthode OSL. Ces âges permettent d’estimer les taux de glissement long-terme de la faille de Chelungpu. Une analyse statistique des données indique que les résultats obtenus sont indicatifs de variations latérales du taux de glissement long-terme, avec des taux augmentant progressivement vers le nord. Ceci indique que la déformation moyennée sur des périodes de temps de ~10ka montre une tendance semblable à celle de la déformation observée sur un seul événement sismique.  Ces similitudes pourraient indiquer que le séisme de ChiChi est caractéristique (en termes de glissement) des séismes rompant la faille de Chelungpu.  De telles similitudes sur la déformation observée à différentes échelles de temps sont probablement contrôlées par les propriétés mécaniques de la zone de faille.

Nos résultats nous permettent également de discuter de la possible évolution des grandes rivières drainant le piedmont de la région centrale de Taiwan sur les derniers ~ 40-60 ka.

 

-> Piedmont sud-ouest de Taiwan : Cinématique des failles actives déduite de l’analyse des terrasses fluviales le long de la rivière Tsengwen.

 

Les failles actives du piedmont central de Taiwan ont fait l’objet de nombreuses études depuis le tremblement de terre de ChiChi en 1999. Par contre, si des failles actives ont été identifiées dans la région sud-ouest, la cinématique de celles-ci reste pour le moment non contrainte. Seuls 2 séismes historiques ont été rapportés, sur des failles décrochantes au nord et au sud de cette région (1906 Meishan ; 1946 Hsinhua). Il a été proposé qu’un séisme comparable à celui de ChiChi pourrait se produire dans cette région si la faille du piedmont rompait lors d’un unique événement.

Notre objectif est de quantifier la cinématique des failles actives du sud-ouest de Taiwan. Pour cela, nous analysons la déformation enregistrée par les terrasses fluviales préservées le long de la rivière Tsengwen, et intégrons les résultats obtenus avec les données de puits existentes dans la plaine côtière.

Nous proposons également de réanalyser la déformation intersismique de la région, en intégrant la cinématique long-terme des failles actives obtenue. Notre approche se base sur des codes thermo-mécaniques (ADELI),  avec une rhéologie dépendante de la température et en prenant en compte l’effet des processus de surface sur la déformation à ces échelles de temps.

 

Financements : INSU, ORCHID program, IPGP