Structure lithosphérique et Circulation des fluides dans les zones de subduction: Impact sur le glissement – FLUID2SLIP

Les fluides, la lithologie et la structure jouent un rôle majeur sur les modes de glissement de la zone peu profonde des failles, mais une question importante se pose : L'un d'entre eux prime-t-il sur les deux autres ou sont-ils liés ? Les fluides sont-ils vraiment un paramètre clé ? Ces dernières années, des études au Japon, au Costa Rica ou en Nouvelle-Zélande tentent de trouver les processus qui contrôlent les modes de glissement par le biais de campagnes marines et de forages IODP. La marge équatorienne est un laboratoire exceptionnel pour poursuivre cet effort international en ajoutant une zone de subduction à la liste de celles qui présentent des modes de glissement contrastés à faible profondeur. Pour aller plus loin dans la compréhension d'une zone de la faille qui pourrait potentiellement participer au glissement cosismique et créer des séismes tsunamigéniques, nous devons estimer les échelles in-situ des structures, des fluides et des hétérogénéités lithologiques et identifier leur rôle respectif. Grâce à trois campagnes en mer et à des années d'acquisition de données en mer et à terre, ce projet FLUID2SLIP participera à déterminer le rôle exact des fluides sur les modes de glissement autour de la partie peu profonde (0-15 km de profondeur) de la faille de méga-chevauchement sismogène en localisant les fluides et la sismicité, en imageant les propriétés de la faille et la déformation.
Pour atteindre cet objectif ambitieux, nous avons conçu 5 tasks pour : 1) quantifier le contenu en fluides et la structure lithosphérique grâce à des méthodes d’imagerie sismique 2D et 3D de pointe et une cartographie du flux thermique, 2) caractériser les fluides circulant à travers la marge en analysant leur signature géochimique et en reliant les sorties de fluides à la déformation crustale et au mode de glissement à l’interplaque, 3) détecter et localiser l'activité des séismes et des signaux transitoires par rapport aux fluides et au mode de glissement en utilisant des techniques d’intelligence artificielle, 4) enregistrer les variations temporelles de la vitesse sismique par corrélation du bruit ambiant 5) modéliser la contrainte de cisaillement et les processus lors du glissement en 4D sur deux zones de subduction en Équateur et en Nouvelle-Zélande et voir si des paramètres/caractéristiques génériques peuvent être trouvés. Notre consortium rassemble des géophysiciens et des scientifiques des sciences du traitement du signal de cinq laboratoires français (Géoazur, I3S, Ifremer, ISTeP et Géosciences Rennes) et de quatre laboratoires internationaux, couvrant ainsi un très large éventail d'expertise en imagerie sismique, structure thermique, intelligence artificielle, sismicité, signaux transitoires, tectonique marine et sorties de fluides, et modélisation mécanique. Nous pouvons atteindre nos objectifs en particulier grâce à l'opportunité rare d'avoir trois campagnes à la mer planifiées en 2022, chacune conçue pour atteindre des objectifs spécifiques. En plus des livrables à la communauté scientifique (jeux de données, géo-modèle 3D, base de données de fluides, modèles mécaniques 4D), une sixième tâche de vulgarisation scientifique, spécifiquement adressée à la jeunesse, sera notre contribution à la réduction des risques sismiques grâce à l'engagement de notre partenaire équatorien.