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Le pull-apart de la Mer de Marmara (Faille Nord Anatolienne): évolution morphologique et tectonique, interactions entre failles, et aléa sismique de la région d?Istanbul

09/10/2006

IPGP - Campus Jussieu

14:00

Soutenances de thèses

Salle Bleue

Nicolas PONDARD

devant le Jury: Rolando ARMIJO ...................... Directeur de thèse Jean-Philippe AVOUAC................. Examinateur Anke FRIEDRICH ...................... Rapporteur Jacques MALAVIEILLE ................. Rapporteur Paul TAPPONNIER ..................... Président du jury Résumé: Des escarpements sismiques associés aux événements historiques récents ont été découverts sur le plancher du pull-apart de la Mer de Marmara, le long de la Faille Nord Anatolienne (FNA). La campagne MARMARASCARPS utilisant un submersible (ROV) fournit des observations directes pour étudier la morphologie et la géologie de ces escarpements. Ces observations sont critiques pour définir les barrières qui arrêtèrent les ruptures sismiques passées (1894, 1912, 1999, M > 7). L?identification d?une rupture continue sur plus de 60 km avec un déplacement dextre de 5m, probablement associée au séisme de Ganos (1912, Ms 7.4), modifie notre connaissance de la charge actuelle près de la ville d?Istanbul. L?évolution morphologique des escarpements de faille à composante normale est modélisée par deux processus de diffusion (érosive et sédimentaire) en interaction avec le déplacement vertical sur les failles. Le modèle proposé permet d?estimer l?âge des escarpements sous-marins associés aux séismes historiques (1766) et de discuter l?âge du pull-apart de Marmara (2-6 Ma). Enfin, notre connaissance des séismes du 18ème siècle à nos jours (M > 7), de la géologie et de la cinématique des failles est utilisée pour analyser les conditions favorisant le déclenchement de séismes majeurs isolés, en essaims ou encore en séquences se propageant le long du système FNA-Marmara. Des modèles de Coulomb sont utilisés pour discuter la distribution spatio-temporelle des séismes. Les séquences de propagation ne se produisent pas à chaque cycle sismique le long de la FNA. Le pull-apart de Marmara se comporte comme une complexité géométrique majeure, arrêtant ou retardant la propagation de séquences. Abstract: Earthquake scarps associated with recent historical events have been found on the floor of the Sea of Marmara pull-apart, along the North Anatolian Fault (NAF). The MARMARASCARPS cruise using an unmanned submersible (ROV) provides direct observations to study the morphology and geology of those scarps, their distribution and geometry. These observations are critical to define barriers that have arrested past earthquakes along the submarine fault system (1894, 1912, 1999, M > 7). The identification of a break continuous over 60 km with a right-lateral slip of 5 m, probably associated with the Ganos earthquake (1912, Ms 7.4), modifies substantially our understanding of the current state of loading along the NAF next to Istanbul. The morphologic evolution of normal fault scarps is modelled by two processes of diffusion (erosive and sedimentary) interacting with the vertical displacement along faults. The proposed model enables to estimate the age of submarine fault scarps associated with historical earthquakes (1766) and to discuss the age of the Sea of Marmara pull-apart (2-6 Ma). Finally, knowledge on large earthquakes since the 18th century (M > 7), geology and fault kinematics is used to analyse conditions that favour isolated seismicity, clustered earthquakes or propagating sequences along the NAF-Marmara fault system. Coulomb stress models are used to discuss the distribution of earthquakes in space and time. Propagating earthquake sequences do not occur every seismic cycle along the NAF. The Marmara pull-apart fault system behaves as a major geometric complexity, stopping or delaying the progression of earthquake clustering and propagating sequences.