Quantification du couplage au long de la subduction chilienne

Interseismic coupling along the chilean subduction zone

• Auteur / Autrice : Marianne Metois
• Direction : Christophe Vigny, Anne Socquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maule (Chili ; région)

Subduction

Chili

Séismes

GPS

Résumé

La subduction chilienne entre les plaques Nazca et Amérique du Sud est un laboratoire d'exception pour étudier l'accommodation de la convergence sur l'interface de subduction. La mesure par GPS de la déformation de la plaque supérieure pendant la phase intersismique permet de quantifier l'intensité du blocage via le coefficient de couplage cinématique. Il peut être déterminé en utilisant un modèle type "backslip". Ici, nous déterminons sa valeur sur la subduction chilienne (18-38°S) et analysons ces variations en relation avec la segmentation sismotectonique. Les vitesses intersismiques collectées depuis 1990 ont été combinées et de nouvelles données GPS ont été acquises sur des réseaux installés ou rénovés depuis 2009. Cet effort instrumental et le travail de taitement des données conduit à un jeu de vitesses intersismiques sur plusieurs centaines de points. Ces données ont été utilisées pour élaborer une carte précise du couplage. La distribution de couplage montre des variations latérales et en profondeur et dessine une segmentation de la marge. Les segments fortement couplés semblent corrélés aux ruptures historiques et les intersegments découplés semblent se comporter comme des barrières. Le séisme de Maule du 27 février 2010 a permis de proposer un lien entre le couplage apparent et le comportement mécanique de l'interface. Il semble possible d'utiliser les cartes de couplage pour estimer l'aléa sismique au Chili. Nous apportons un éclairage nouveau sur la lacune du Grand Nord Chili. Les régions de l'atacama, du Paranal et du Loa correspondent à des zones fortement couplées et sont susceptibles de produire un grand séisme de subduction.

The chilean subduction zone between the Nazca and South American plates is an ideal laboratory to understand the processes that take place on such a plate boundary. Measuring the elastic deformation of the upper plate during the interseismic phase using GPS can help assessing the degree of locking between both plates. We calculate the kinematic coupling using a simple backslip model. My aim was to obtain the coupling distribution along the entire chilean trench (18-38°S) and to compare it to seismotectonic segmentation of the megathrust. I collected all the published interseismic velocities and combined them into a single data set. New data were collected and processed since 2009 on new or renovated campaign networks. We obtain a new date set on more than a hundred benchmarks. Those data were used to map precisely the coupling on the interface. It strongly varies both along strike and along dip and draws a segmentation of the megathrust. The highly coupled segments correlate well with historical megathrust earthquakes and intersegments, that are low coupled, correlate with zones that behave as barriers. The Maule earthquake that occured on February 27, 2010 ruptured a highly locked segment and stopped in low coupled intersegment areas. It gave us new insights on the relationship between apparent coupling and mechanical behavior of the subduction interface. Coupling maps should help estimating the seismic hazard along the Chilean subduction zone. In particular, we show here that the seismic hazard in the North Chile seismic gap may be lower than expected. Finally, Loa, Paranal and Atacama regions are zones that may rupture alone with a big subduction earthquake.