Interseismic Coupling on the South Peru Subduction Zone/Couplage intersismique de la subduction Sud Pérou

4-6 months, starting January-March 2021

Les zones de subduction sont les frontières de plaque tectonique qui génèrent les plus grands séismes de la planète. En atteste, les séismes de Sumatra-Andaman (Mw=9.2) en 2004, de Tohoku-Oki (Mw=9.0) en 2011 et de Maule au Chili (Mw=8.8) en 2010 qui se sont tous produits dans des zones de subduction à convergence rapide. Evaluer le potentiel sismique des différentes zones de subduction et comprendre les processus physiques conduisant à la genèse des grands séismes est donc un enjeu sociétal et scientifique majeur en Terre solide.

Dans ce contexte, le segment de subduction du Sud Pérou allant de la Péninsule de Paracas à la frontière Chilienne se caractérise par l’occurrence régulière de grands séismes de subduction (Mw≥8.0) répertoriés depuis plus de cinq siècles (Dorbath et al. 1990). Depuis le début du XXIème siècle, deux grands séismes, Mw=8.4 d’Aréquipa en 2001 et Mw=8.0 de Pisco en 2007 (Perfettini et al. 2010 et Rémy et al. 2016) se sont déjà produits dans cette région et d’autres grands séismes sont attendus dans les prochaines décennies (Chlieh et al. 2011, Villegas-Lanza et al. 2016).

L’objet de ce master sera d’utiliser des mesures GPS et InSAR acquises à l’échelle du segment Sud Pérou pour discriminer les différents scénarios de chargement intersismique sur le plan de subduction et quantifier le déficit de moment qui s’accumule annuellement sur ce segment de subduction. Pour cela, l’étudiant(e) bénéficiera de données GPS acquises depuis 2010 dans le cadre de collaboration entre ISTerre et l’Instituto Geofisico del Peru et des données InSAR des satellites européens Sentinel-1A&B acquises depuis 2014 et qui seront calculées par le CNES à travers le projet FLATSIM obtenu en 2020. A l’échelle du segment Sud Pérou, l’étudiant(e) produira à partir des données InSAR un champ de vitesse verticale de la déformation de la plaque chevauchante afin de cartographier les zones de soulèvement/subsidence qui affectent cette région. Cette cartographie du champ de vitesse verticale sera analysée conjointement aux vitesses GPS (verticales et horizontales) disponibles dans cette région. L’étudiant(e) réalisera ensuite une modélisation du couplage intersismique le long de l’interface de subduction sur la base des vitesses moyennes intersismiques InSAR et GPS afin de mettre en évidence les variations de friction sur l’interface de subduction. Pour cela, une géométrie optimale de l’interface de subduction sera définie à partir des données de localisation des séismes de l’IGP au Pérou. La modélisation permettra d’apporter une réponse quantitative, avec les incertitudes associées sur les modalités de couplage/découplage de la subduction au Sud Pérou. Le ou la candidat(e) sera accueilli(e) au sein de l’équipe Cycle d’ISTerre, travaillera sous la direction de M. Chlieh et bénéficiera d’un co-encadrement de M.P. Doin et A. Socquet.

Références :
Dorbath, L., A. Cisternas, and C. Dorbath (1990), Assesment of the size of large and great historical earthquake in Peru, Bull. Seism. Soc Am, 80, 551-576.

Perfettini, H., J.-P. Avouac, H. Tavera, A. Kositsky, J.-M. Nocquet, F. Bondoux,
M. Chlieh, A. Sladen, L. Audin, D. L. Farber, and P. Soler (2010), Seismic and aseismic slip on the Central Peru megathrust, Nature, 465, 78-81.

Chlieh, M., H. Perfettini, H. Tavera, J.-P. Avouac, D. Remy, J.-M. Nocquet, F. Rolandone, F. Bondoux, G. Gabalda, and S. Bonvalot (2011), Interseismic coupling and seismic potential along the Central Andes subduction zone, Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 116, B12405.

Villegas-Lanza, J. C., Chlieh, M., Cavalié O., Tavera H., (2016), Active Tectonics of Peru : Heterogeneous Interseismic Coupling along the Nazca Megathrust, Rigid Motion of the Peruvian Sliver and Subandean Shortening accommodation, J. Geophys. Res. Solid Earth, doi : 10.1002/2016JB013080

Remy, D., Perfettini, H., Cotte, N., Avouac, J. P., Chlieh, M., Bondoux, F., Sladen, A., Tavera, H. and Socquet, A. (2016), Postseismic relocking of the subduction megathrust following the 2007 Pisco, Peru, earthquake, J. Geophys. Res. Solid Earth, 121, doi : 10.1002/2015JB012417