Quantification et modélisation de la tectonique actuelle de l'Albanie.

Quantification and modelling of current tectonics of Albania.

• Auteur / Autrice : Kristina Matraku
• Direction : François Jouanne
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l’Environnement
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Terre de l’Environnement et des Planètes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences de la Terre
• Jury : Président / Présidente : Joseph Martinod
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Jouanne, Nicola D’agostino, Jean-Mathieu Nocquet, Pierre Briole, Ibrahim Milushi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nicola D’agostino, Jean-Mathieu Nocquet

Mots clés

Mots clés libres

Tectonique active

Gnss

Albanie

Quantification

Modélisation

Deformation

Avtive tectonics

Gnss

Albania

Quantification

Modelling

Deformation

Résumé

La tectonique actuelle de l'Albanie est caractérisée par une sismicité considérable, comme en témoignent 12 séismes avec un Ms supérieur à 6 au cours du siècle dernier et la sismicité historique connue de 25 siècles, avec 89 événements dévastateurs. Le dernier événement le plus important dans la région a été le séisme de Durres du 26 novembre 2019, d'une magnitude de 6,4 ; il s'agit du premier séisme caractérisé par InSAR et GNSS en Albanie. La séquence sismique a commencé le 21 septembre 2019, avec un tremblement de terre de Mw 5,6, suivi d'une réplique de Mw 5,1 10 minutes plus tard, considérée comme des précurseurs, et a culminé avec le choc principal Mw 6,38 le 26 novembre 2019, précédé par plusieurs précurseurs immédiates (Mw 2,0-4,4), suivies de nombreuses répliques (Mw > 5,0). Nous modélisons la distribution du glissement co-sismique à l'aide de mesures InSAR, GNSS permanentes et de campagne. Deux hypothèses sont testées : un séisme sur un plan de chevauchement avec une direction N160°, et un séisme sur un rétro-chevauchement. En faisant varier la profondeur et l'angle de pendage pour la première hypothèse et uniquement l'angle de pendage pour la seconde, on conclut que la solution optimale est une chevauchement aveugle à une profondeur de 15 km avec un pendage vers l'est de 40°, un glissement maximal de 1,4 m et une Mw de 6,38. La série temporelle GNSS obtenue après 2020 montre deux événements de glissement lent (SSE) : le premier 200 jours après le choc principal jusqu'à environ 26 jours, et le second 300 jours après le choc principal jusqu'à environ 28 jours. Nous avons testé trois hypothèses : Les SSE se sont produits le long du chevauchement de socle où le choc principal a été localisé, les SSE se sont produits le long du niveau de décollement de la couverture, et les SSE se sont produits le long de ces deux failles. Il a donc été conclu que les SSE se sont produits le long du niveau de décollement ou le long du niveau de décollement et du chevauchement de socle activés lors du tremblement de terre de Durres de Mw 6,38. Pour caractériser la déformation actuelle des Albanides, les données de trois réseaux albanais de GNSS permanents combinés à des campagnes de mesures denses (2003, 2006, 2009, 2012, 2017 et 2022) ont été traitées. Les vitesses horizontales et verticales ont été estimées. Les vitesses horizontales GNSS exprimées dans le cadre de référence Apulia ont souligné le régime de compression dans les Albanides externes marqué par des vitesses vers le sud-ouest, augmentant du nord au sud, illustrant le raccourcissement à travers la ceinture de collision Dinarides-Albanides/Hellenides occidentale, compatible avec les chevauchements, les plis et les mécanismes focaux couvrant la région, et le régime d'extension caractérisant les Albanides internes, la Macédoine du Nord, la Bulgarie, la Grèce de l'Est, marqué par l'augmentation vers le sud des vitesses horizontales. Le champ des vitesses horizontales, les tenseurs de vitesse de déformation, les taux de rotation rigides et les mécanismes focaux couvrant les Albanides conduisent à l'analyse de la déformation accommodée sur la zone transverse Shkodra-Peja, la faille Elbasan-Diber-Skopje caractérisée par un régime d'extension, le long des failles décrochantes de Lezha, et d'Othoni-Llogara. Les vitesses verticales en Albanie mettent en évidence deux tendances principales : la subsidence dans la dépression périadriatique (Albanides externes) et le soulèvement dans les Albanides internes, à l'exception des quelques stations situées dans des grabens. Le moteur de la déformation des Albanides internes, en comparant tous les résultats, est supposé être influencé par deux Slab Rollback celui créé par la subduction à pendage oriental de la plaque hellénique sous les Albanides et les Hellénides du Nord, et celui associé à la subduction de la plaque égéenne sous les Hellénides.

Albania's current tectonics are characterized by considerable seismicity, as demonstrated by 12 earthquakes with a Ms greater than 6 in the last century and the known historical seismicity of 25 centuries, with 89 devastating events. The last strongest event in the region was the 26 November 2019, Mw 6.4 Durres earthquake, it is the first earthquake to be characterized by InSAR and GNSS in Albania. The seismic sequence started on 21 September 2019, with an Mw 5.6 earthquake, followed by an Mw 5.1 aftershock 10 minutes later considered as foreshocks, and culminated with the main shock Mw 6.38 on 26 November 2019, preceded by several immediate foreshocks (Mw 2.0-4.4), followed by numerous aftershocks (Mw > 5.0). We model the co-seismic slip distribution using InSAR, permanent and campaign GNSS measurements. Two hypotheses are tested: an earthquake on a thrust plane with direction N160°, and an earthquake on a backthrust. Varying the depth and dip angle for the first hypothesis and only the dip angle for the second, it is concluded that the optimal solution is a blind thrust at a depth of 15 km with an eastward dip of 40°, a maximum slip of 1.4 m and a Mw of 6.38. The GNSS time series obtained after 2020 shows two slow slip events (SSE): the first 200 days after the main shock up to about 26 days, and the second 300 days after the main shock up to about 28 days. We tested three hypotheses: SSE occurred along the basement thrust where the main shock was localised, SSE occurred along the flat formed by the detachment layer of the cover, and SSE occurred along these two faults. It has therefore been concluded that SSE has occurred along the detachment layer or along both the detachment layer and the basement thrust activated during the Mw 6.38 Durres earthquake. Moreover, to characterize the current deformation of the Albanides, three Albania networks of permanent GNSS combined with dense campaign measurements (2003, 2006, 2009, 2012, 2017 and 2022) have been processed. The horizontal and vertical GNSS velocities have been estimated. The GNSS horizontal velocities expressed in Apulia reference frame underlined the compression regime in External Albanides marked by south-westward velocities, increasing from north to south, illustrating the shortening across the western Dinarides-Albanides/Hellenides collision belt, compatible with thrust and fold faulting type and focal mechanisms covering the region, and the extensional regime characterizing Internal Albanides, North Macedonia, Bulgaria, Easterner Greece, marked by southward increase of horizontal velocities. The horizontal velocities field, strain rate tensors, rigid rotation rate and focal mechanisms covering Albanides lead to the analysis of deformation accommodated on the Shkodra-Peja Traversal Zone, Elbasan-Diber-Skopje fault covered by an extensional regime and the Lezha and Othoni-Llogara pass marked by a strike-slip component. The vertical velocities in Albania, highlight two primary trends: subsidence in the Periadriatic depression (External Albanides) and uplift in the Inner Albanides except for the few stations located in grabens. The motor of deformation of Internal Albanides comparing all the results is assumed to be influenced by two Slab Rollback subduction, first the eastern dipping subduction of the Hellenic Slab beneath the Albanides and North Hellenides and the subduction of the Aegean Slab beneath the Hellenic.