Terre

Séisme du 30 octobre en Italie : la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale

21 novembre 2016 by osuadmin

Une équipe composée d’une dizaine de chercheurs provenant du CEREGE ¹, de l’IPGP ², de l’EOST ³, du LIVE⁴ , de Géosciences Montpellier ⁵ et de GeoAzur ⁶, en collaboration avec l’INGV et l’Université de Chieti-Pescara, s’est rendue sur le terrain en Apennin Central (Italie) sur le lieu des épicentres qui se sont succédés depuis août 2016 (24 août Mw=6, 26 octobre Mw=5.9) et dernièrement avec le séisme de Mw=6.5 près de Norcia du 30 octobre, le plus fort séisme enregistré en Italie depuis les 36 dernières années. Leurs observations montrent que ce dernier a engendré la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale.

Les chercheurs géologues, tectoniciens, géographes et geomaticiens, se sont succédés sur le terrain entre le 5 et le 14 novembre 2016 pour acquérir des données sur les ruptures de surface associées à ces séismes. Une partie de l’équipe s’était rendue sur le terrain entre le 11 et 16 septembre suite au séisme du 24 août. Ils avaient observé des déplacements verticaux le long de la faille du Mt Vettore de 20 à 30 cm sur une longueur de plus de 7 km (voir photo). A partir d’outils de pointe en géomatique (scanner 3D Faro, TLS LiDAR Riegl, photogrammétrie) l’équipe a acquis l’affleurement numérique 3D à très haute résolution des zones rompues le long du Mt Vettore avant le dernier séisme du 30 octobre. Les acquisitions faites au cours de cette deuxième mission ont permis de cartographier précisément les ruptures associées à ce nouveau choc et d’acquérir une nouvelle image de la topographie des zones précedemment étudiées.

Photo d’une partie de l’équipe franco-italienne rassemblant 6 laboratoires français sur la rupture co-sismique du Mt Vettore.
*Crédit : Julien Point / EOST*

Ces données fournissent une image sans précédent de l’évolution spatio-temporelle d’un plan de faille avant et après séisme et sont fondamentales pour comprendre le lien entre le déplacement co-sismique et la formation des reliefs topographiques associés aux failles actives.

En Italie et en Europe en général, il existe très peu d’exemples de ruptures co-sismiques visibles dans le paysage. Les observations récoltées dans le cadre de cette mission post-sismique sont donc uniques et montrent que le séisme du 30 octobre a engendré la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale. Le séisme de Mw=6.5 a entraîné un déplacement co-sismique vertical compris entre 1 et 2 m, localisé sur la trace morphologique de la faille du Mt. Vettore et ce sur une longueur de 7 km au minimum. La rupture co-sismique s’est produite sur la même faille et a entraîné le décalage des mêmes objets morphologiques que lors de la rupture du 24 août.

L’ensemble des partenaires a contribué au financement de cette mission qui a également bénéficié du soutien de l’INSU et du Labex OT-MED.

Photo prise sur le terrain montrant le glissement de 25 cm continue le long du plan de faille associé au séisme du 24 août 2016 et sur le même endroit à droite où on voit le déplacement de presque 1.8 m suite au séisme du 30 octobre. On reconnaît sur les deux photos le même bloc de roche en bas à droite. Le plan de faille s’est donc déplacé de presque 2 m au total depuis le 24 août par rapport à ce bloc de roche.
Crédit : Jim Tesson / CEREGE et Lucilla Benedetti / CEREGE

Rupture de surface sur la portion sud de la Faille du Mt Vettore (près de Mte Vettoreto), associée au séisme du 30 octobre, on observe environ 1 m de déplacement vertical. Crédit : Lucilla Benedetti / CEREGE

Sur le plan de faille du Mt Vettore près de la Cima del Redentore, ruptures co-sismiques associées à la séquence de séisme. A la base de l’escarpement cumulé (gris) on voit une trace blanche de 25 cm exhumée lors du séisme du 24 août, et en dessous la trace blanche-jaune de 2 m exhumée lors du séisme du 30 octobre.Crédit : Lucilla Benedetti / CEREGE

Rupture co-sismique associée au séisme du 30 octobre sur la faille du Mt Vettore, entre 1.5 et 2 m de déplacement vertical décalant tout sur son passage et ce sur au moins 7 km de longueur. Crédit : Lucilla Benedetti / CEREGE

1. Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE : CNRS / Collège de France / IRD / Université Aix Marseille)

2. Institut de physique du globe de Paris (IPGP : CNRS / IPGP / Université Paris-Diderot, Université Sorbonne Paris Cité)

3. Ecole et Observatoire des sciences de la Terre (EOST : CNRS / Université de Strasbourg)

4. Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE : CNRS / Université de Strasbourg)

5. Géosciences Montpellier : CNRS / Université Antilles / Université de Montpellier

6. GéoAzur : CNRS / IRD / OCA / Université Nice Sophia Antipolis

Prévision des séismes : une technique innovante pour observer les failles sous-marines

21 juin 2016 by osuadmin

Pour surveiller un segment de la faille sismique nord-anatolienne près d’Istanbul, une équipe internationale de chercheurs, notamment du CNRS et de l’université de Bretagne occidentale, a déployé un réseau de balises au fond de la mer de Marmara. Objectif : mesurer les mouvements des fonds marins de part et d’autre de ce segment. Les données récoltées lors des six premiers mois révèlent que la faille serait bloquée au niveau de ce segment, suggérant une accumulation progressive d’énergie susceptible d’être libérée brusquement. Ce qui pourrait provoquer un séisme de forte magnitude à proximité d’Istanbul. Cette étude, issue d’une collaboration entre des chercheurs français, allemands et turcs, vient d’être publiée dans Geophysical Research Letters..

La faille nord-anatolienne, responsable de tremblements de terre destructeurs en 1999 en Turquie, est comparable à la faille de San Andreas en Californie. Elle constitue la limite des plaques tectoniques eurasiatique et anatolienne, qui se déplacent l’une par rapport à l’autre d’environ 2 cm par an. Le comportement d’un segment sous-marin de cette faille, situé à quelques dizaines de kilomètres au large d’Istanbul, en mer de Marmara, intrigue particulièrement les chercheurs, car il semble exempt de sismicité depuis le 18e siècle. Comment se comporte ce segment ? Glisse-t-il en continu, cède-t-il régulièrement, provoquant de petits séismes épisodiques de faible magnitude ou est-il bloqué, laissant présager une future rupture et donc un fort séisme ? Observer in situ le mouvement d’une faille sous-marine sur plusieurs années est un vrai défi. Pour le relever, les chercheurs testent une méthode de télédétection sous-marine innovante, à l’aide de balises acoustiques actives, autonomes et interrogeables à distance depuis la surface de la mer. Posées sur le fond marin de part et d’autre de la faille à 800 mètres de profondeur, ces balises s’interrogent à tour de rôle par paire et mesurent le temps aller-retour d’un signal acoustique entre elles. Ces laps de temps sont ensuite convertis en distances entre les balises. C’est la variation de ces distances dans le temps qui permet de détecter un mouvement des fonds marins et la déformation du réseau de balises, de déduire les déplacements de la faille. Concrètement, un réseau de dix balises françaises et allemandes a été déployé lors d’une première campagne en mer1 en octobre 2014. Les six premiers mois de données (temps de parcours, température, pression et stabilité)2 confirment les performances de la méthode. Après calculs, les données ne révèlent aucun mouvement significatif de la faille surveillée, dans la limite de résolution du réseau. Les distances entre balises, séparées de 350 à 1700 mètres, sont mesurées avec une résolution de 1,5 à 2,5 mm. Ce segment serait donc bloqué ou quasi-bloqué, et accumulerait des contraintes susceptibles de générer un séisme. L’acquisition d’information sur plusieurs années sera cependant nécessaire pour confirmer cette observation ou caractériser un fonctionnement plus complexe de cette portion de faille. Si, au-delà de cette démonstration, cette approche dite de « géodésie acoustique fond de mer » s’avère robuste sur le long terme (ici 3 à 5 ans sont envisagés dans la limite d’autonomie des batteries), elle pourrait être intégrée dans un observatoire sous-marin permanent en complément d’autres observations (sismologie, émission de bulles, …) pour surveiller in situ et en temps réel l’activité de cette faille en particulier, ou d’autres failles actives sous-marines dans le monde. Ces travaux sont menés par le Laboratoire Domaines océaniques3 (LDO, CNRS/Université de Bretagne occidentale), en collaboration avec le Laboratoire Littoral environnement et sociétés (CNRS/Université de La Rochelle), l’Institut Geomar à Kiel (Allemagne), le Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CNRS/Collège de France/AMU/IRD), le Laboratoire Géosciences marines de l’Ifremer, l’Eurasian Institute of Earth Sciences de l’Université Technique d’Istanbul (Turquie) et le Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute de l’Université Bogazici d’Istanbul. Cet article est dédié à la mémoire d’Anne Deschamps, chargée de recherche CNRS au LDO, initiatrice et responsable du projet, décédée peu après avoir conduit avec succès le déploiement de ces balises.

Zones et années de rupture de la faille nord-anatolienne. Le segment sous-marin au sud d’Istanbul n’aurait pas généré de séismes majeurs depuis le 18ème siècle. Le rectangle noir situe la zone d’étude.
*Crédit : © J-Y Royer / CNRS-UBO LDO*

Réseau de balises acoustiques (françaises en rouge, allemandes en jaune) déployées en mer de Marmara, de part et d’autre d’un segment sous-marin de la faille nord-anatolienne (FNA), dont la trace présumée est soulignée par des tirets
*Crédit : © J-Y Royer / CNRS-UBO LDO*

Du nouveau sur la formation et l’évolution des plaines côtières, l’exemple du Sud-Ouest de l’Inde

11 avril 2016 by osuadmin

Une étude des plaines côtières du sud-ouest de l’Inde menée par une équipe internationale ¹ de chercheurs a permis d’apporter une réponse à une question scientifique de longue date sur la formation et l’histoire de ces plaines principalement couvertes de latérites. Cette étude, basée sur la méthode de datation par l’argon, a en effet permis de déterminer que les latérites de ces plaines se sont formées il y a au moins 47 millions d’années au pied d’un vieux relief érigé il y a environ 60 millions d’années. Les résultats de cette recherche et leurs implications sont présentés dans l’édition du journal Geology du mois d’Avril 2016.

Les plaines côtières ou marges continentales qui résultent de la séparation des continents sont marquées par de grands escarpements dont l’âge et l’évolution géomorphologique sont matières à débat dans la communauté des géosciences. Des études ont montré une érosion rapide des marges après la séparation des continents impliquant l’installation précoce des escarpements tandis que d’autres ont argumenté pour une évolution plus lente au cours de phases d’érosion successives et par conséquent une stabilisation plus tardive de ces reliefs.

**Paysage de collines**
Paysage de collines exposant les sols latéritiques (latérites) de la plaine côtière (au pied de l’Escarpement des Western Ghats sur la marge sud-ouest de l’Inde péninsulaire – Formation de minerais d’oxydes de manganèse dans les sols latéritiques de la plaine côtière – Oxydes de manganèse vus en microscopie optique à lumière réfléchie – Image de micro-fluorescence X montrant les oxydes de manganèse potassiques (cryptomélane) en vert parmi les autres oxydes de manganèse en bleu et les oxydes de fer en rouge.
*Crédit : A. Beauvais et al. Geology 2016*

Or, le mode et le rythme de l’érosion des marges continentales sont déterminants pour reconstituer leur évolution topographique, reconstruire le développement des réseaux de drainage, et quantifier les transferts sédimentaires depuis les continents vers les bassins océaniques marginaux au cours des temps géologiques.

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs internationale vient d’apporter un nouvel éclairage sur l’évolution des marges continentales. Ils ont en effet pu préciser l’histoire géomorphologique de la marge continentale sud-ouest de l’Inde Péninsulaire ² depuis la mise en place il y a environ 65 millions d’années des roches basaltiques des trapps de la province du Deccan.

Pour cela, ils ont déterminé et interprété les âges obtenus par la méthode de datation à l’argon (40Ar/39Ar) sur des oxydes de manganèse potassiques (appelés cryptomélane) formés dans les sols latéritiques (latérites) de part et d’autre du grand escarpement des Western Ghats qui borde la marge sud-ouest de l’Inde Péninsulaire. Ils ont ainsi montré que la préservation de ces sols épais de plusieurs dizaines de mètres et vieux d’au moins 47 millions d’années ont pu se former en un minimum de 12 millions d’années au pied de l’escarpement ce qui atteste de l’installation rapide (à l’échelle des temps géologiques) et de la stabilisation précoce de ce relief, il y a probablement 60 millions d’années. De plus, les résultats de ces recherches impliquent des vitesses d‘érosion des sols latéritiques datés très faibles (< 5 mètres par million d’années) depuis leur formation au pied de l’escarpement.

Ces nouveaux résultats questionnent les modèles d’érosion dérivés de l’étude de l’histoire thermique (refroidissement) des roches contenant des minéraux de phosphate de calcium (apatites). Plus généralement, les âges obtenus sur les oxydes de manganèse des sols latéritiques remettent en question l’idée selon laquelle la topographie des marges et des surfaces continentales serait due à des soulèvements et des rajeunissements récents.

Ces travaux publiés dans le journal Geology montrent que l’étude géomorphologique et géochronologique des sols latéritiques formés et préservés depuis des millions d’années sur les marges et les continents des régions intertropicales est prometteuse pour quantifier les vitesses d’érosion et les sédiments exportés vers les bassins marins à l’échelle des temps géologiques

1. L’équipe est composée de chercheurs du Centre Européen de Recherches et d’Enseignements des Géosciences de l’Environnement (CEREGE-OSU Institut Pythéas / CNRS, IRD, Aix-Marseille Université), de Géosciences Environnement Toulouse (GET - IRD, Université Toulouse Paul Sabatier, CNRS ), de Géosciences Montpellier (Université de Montpellier 2, CNRS) et du Centre for Earth and Space Sciences (University of Hyderabad)

2. On trouve des surfaces présentant les mêmes caractéristiques dans les plaines côtières et même à l’intérieur des terres en Inde, en Afrique, en Australie, et en Amérique du Sud.

Balkanatolie : le continent oublié qui éclaire l’évolution des mammifères

21 février 2022 by osuadmin

Une équipe de paléontologues et géologues français, américains et turcs dirigée par des chercheurs du CNRS [1] révèle l’existence d’un continent oublié, qui couvre aujourd’hui les actuels Balkans et l’Anatolie. Baptisé Balkanatolie et jadis peuplé d’une faune très particulière, il aurait permis aux mammifères venus d’Asie de coloniser l’Europe il y a 34 millions d’années. Ces résultats sont publiés dans le volume de mars 2022 d’Earth Science Reviews.

Une équipe de géologues et paléontologues révèle l’existence de la Balkanatolie, qui était il y a 50 millions d’années un continent de basses terres séparé de l’Europe et de l’Asie.

Il était alors peuplé d’une faune endémique très différente de celles de l’Europe et de l’Asie.

Des changements géographiques survenus voici 34 à 40 millions d’années ont relié ce continent à ses deux voisins, ouvrant la voie au remplacement des mammifères européens par les mammifères asiatiques.

Pendant des millions d’années au cours de l’Éocène (il y a 55 à 34 millions d’années), l’Europe occidentale et l’Asie orientale formaient deux masses terrestres distinctes avec des faunes de mammifères très différentes : les forêts européennes abritaient une faune endémique avec, par exemple, des paléothères (groupe éteint lointainement apparenté aux chevaux actuels, mais qui ressemblait davantage à nos tapirs), alors que l’Asie était peuplée de faunes plus cosmopolites comprenant les familles de mammifères que l’on trouve aujourd’hui sur ces deux continents.

On sait que vers 34 millions d’années, l’Europe de l’Ouest a été colonisée par des espèces asiatiques, conduisant à un renouvellement majeur des faunes de vertébrés et à l’extinction de ses mammifères endémiques : un événement brutal qualifié de « Grande coupure ». De manière surprenante, des fossiles trouvés dans les Balkans indiquent la présence de mammifères asiatiques dans le sud de l’Europe bien avant la Grande coupure, suggérant une colonisation plus précoce.

Une équipe dirigée par des chercheurs du CNRS apporte une réponse à ce paradoxe. Pour cela, elle a passé en revue des découvertes paléontologiques antérieures, certaines remontant au XIXe siècle, en réévaluant parfois leurs datations à la lumière des données géologiques actuelles. Cet examen révèle que durant une grande partie de l’Eocène, la région correspondant aux Balkans et à l’Anatolie actuels était dotée d’une faune terrestre homogène, mais distincte de celles de l’Europe et de l’Asie orientale. Cette faune exotique comprenait par exemple des marsupiaux d’affinités sud-américaine et des embrithopodes (de gros mammifères herbivores ressemblant à des hippopotames) que l’on trouve anciennement en Afrique. La région devait donc constituer une unique masse terrestre, séparée des continents voisins.

L’équipe a aussi découvert en Turquie une nouvelle localité fossilifère (Büyükteflek) datée de 35 à 38 millions d’années livrant des mammifères d’affinités clairement asiatiques, les plus vieux connus à ce jour en Anatolie. Il s’agit de fragments de mâchoires ayant appartenu à des animaux ressemblant à de gros rhinocéros, les brontothères, qui se sont éteints à la fin de l’Eocène.

L’ensemble de ces informations permet d’ébaucher l’histoire de ce troisième continent eurasiatique, coincé entre l’Europe, l’Afrique et l’Asie, et dénommé par l’équipe « Balkanatolie ». Déjà en place il y a 50 millions d’années [2] et doté d’une faune unique, il a été colonisé voici 40 millions d’années par des mammifères asiatiques à la faveur de changements géographiques qui restent à élucider. Il y a 34 millions d’années, c’est sans doute la grande glaciation responsable de la formation de la calotte Antarctique qui, en abaissant le niveau marin, a relié la Balkanatolie à l’Europe occidentale et donné lieu à la « Grande coupure ».

Carte montrant la Balkanatolie il y a 40 millions d’années et aujourd’hui.

Crédit : Alexis Licht & Grégoire Métais

Site fouillé en Turquie (Büyükteflek)

Crédit : Alexis Licht & Grégoire Métais

Molaire supérieure d’un mammifères brontothère d’origine asiatique.

Crédit : Alexis Licht & Grégoire Métais

Voir en ligne : Le communiqué sur le site du CNRS

La stabilité des plateformes de glace de la péninsule Antarctique mise à l’épreuve des rivières atmosphériques

14 avril 2022 by osuadmin

Selon une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université Grenoble Alpes, du CNRS, de Sorbonne Université et d’Aix-Marseille Université, ainsi qu’au Portugal, en Belgique, en Allemagne et Norvège, les rivières atmosphériques les plus intenses provoquent des conditions extrêmes qui déstabilisent les plateformes de glace de la péninsule Antarctique. Leur étude sera publiée dans la revue Communications Earth & Environment le 14 avril 2022.

Voir en ligne : La brève sur le site du CNRS

L’océan au cœur de l’évolution des glaciers de montagne depuis 11 000 ans

15 avril 2022 by osuadmin

Aujourd’hui, les glaciers de montagnes reculent dans presque toutes les régions du monde, mais comment ont-ils évolué autrefois ? Une équipe de recherche internationale a analysé l’évolution plurimillénaire de plus de 80 glaciers dans différentes régions du monde au cours de l’Holocène (les 11 000 dernières années). Elle a découvert que les glaciers tropicaux andins, alpins, nord-américains et groenlandais ont eu une même évolution à l’échelle millénaire au cours de cette période. Cependant, ce comportement diffère de celui observé en Himalaya, Patagonie ou encore en Nouvelle Zélande. Les auteurs montrent que les variations, au cours de l’Holocène, de la circulation océanique de retournement en Atlantique (nommée AMOC) pourraient largement expliquer cette différence.


Glaciers: Les glaciers en Bolivie (haut) et dans le N-E du Groenland (bas) ont connu la même évolution plurimillénaire au cours de l’Holocène : une avancée majeure autour de 11 000 ans, un retrait au milieu de l’Holocène, et une nouvelle avancée depuis 3000 ans.

Crédit : Vincent Jomelli / CEREGE

L’étude montre que les glaciers andins et leurs cousins du bassin nord atlantique étaient en crue lorsque l’intensité de la circulation océanique nord atlantique était faible, associée à des températures froides dans l’hémisphère nord et à de fortes chutes de neige dans la partie sud des tropiques au début de l’Holocène. L’intensité de l’AMOC s’est accentuée jusqu’au milieu de l’Holocène, provoquant un recul important de ces glaciers, pour à nouveau s’affaiblir au cours des derniers 3000 ans, favorisant à nouveau une phase de crue glaciaire. Les glaciers des autres régions du monde ont, quant à eux, connu une autre évolution.

Au cours des derniers 60 ans, bien que la circulation océanique semble être en train de ralentir, créant des conditions propices à la croissance des glaciers situés à proximité de l’océan atlantique nord et dans les Andes, les glaciers reculent ici comme ailleurs. Ceci est dû à l’impact des gaz à effet de serre d’origine anthropique qui supplante les effets de l’AMOC.

Voir en ligne : Le communiqué sur le site de l’INSU