Structure Sismique de la Faille Nord Anatolienne en Mer de Marmara

devant le Jury: Philippe CHARVIS .................... Rapporteur Josep GALLART ....................... Rapporteurr Tuncay TAYMAZ ....................... Examinateur Rolando ARMIJO ...................... Examinateur Jean-Paul MONTAGNER ................. Président du jury Alfred HIRN ......................... Directeur de thèse Résumé: La campagne SEISMARMARA-Leg 1 permet une imagerie sismique à l?échelle crustale de la faille Nord Anatolienne en Mer de Marmara. Les profils de sismique réflexion verticale, certains avec un traitement avancé, et les observations de sismique réfraction coïncidentes sur les sismomètres fond de mer permettent une imagerie détaillée du remplissage sédimentaire et de l?activité des failles jusqu?au socle. L'architecture complexe peut être perçue comme une structure en fleur négative à l?échelle crustale. Un partitionnement de la déformation sur plusieurs failles est observé et semble être le processus prédominant à travers l?ensemble du fossé Nord de la Mer de Marmara, incluant ses marges. La croûte inférieure et le Moho sont identifiés pour la première fois par une pénétration sans précédent en sismique multi-trace et la réfraction à grands déports à terre. Un amincissement crustal est ainsi mis en évidence sous le fossé Nord, en contraste abrupt E-O et plus progressif depuis le Sud. Un réflecteur instracrustal interprété comme un détachement surmonté de blocs basculés de socle est imagé sur le long de la marge sud-ouest du fossé. La géométrie du toit de la croute supérieure qui remonte sous le fossé et celle du détachement suggèrent un amincissement par omission de matériel crustal avec transport vers le Sud-Ouest. La sismicité enregistrée par le réseau dense de sismomètres fond de Mer et de stations à terre est replacée et discutée par rapport à l?image structurale obtenue. Abstract: Marine MCS reflection and offshore-onshore refraction seismic investigations during the SEISMARMARA-Leg1 Survey allow us to provide a crustal seismic imaging of the North Anatolian Fault in the Sea of Marmara. MCS profiles with advanced processing and refraction refraction modeling of coincident OBS profiles provide a detailed imaging of the sedimentary record and fault activity and deep penetration into its basement. The complex architecture revealed for the supra-crustal structure may be interpreted as a large negative flower structure at crustal scale. A strain partitioning over several faults across the North Marmara Trough and its southern margins that may have changed activity with time at places is observed as the predominant process. A reflective lower crust and the Moho boundary are identified and constrained thanks to the MCS profiles and wide-angle reflection-refraction observations from land stations. A crustal thinning is found occurring under the NMT, sharp in the E-W direction and more progressively from the South. An intra-crustal dipping reflector interpreted as being a detachment surmounted by tilted blocks of basement is imaged along the southwestern margin of the NMT. The geometry of lower crustal upwarp together with the detachment suggest a thinning by material omission with transport southwestwards. The microseismicity recording by a dense array of OBS and land stations is relocated and discussed with respect to the structures imaged.