Tectonique Active et mécanismes de déformations dans les chaines en plis et chevauchements : apprendre du Sud-Ouest de Taiwan. – Active-SW

Le projet Active-SW rassemble une équipe multidisciplinaire de 25 membres provenant de 4 partenaires français et de 3 partenaires taïwanais, avec des contributions scientifiques et financières équilibrées et des compétences complémentaires. Le projet vise à acquérir des connaissances sur les mécanismes de déformation qui permettent d'accommoder les contraintes tectoniques dans la croûte et qui contrôle l’aléa sismique ainsi que la croissance des structures géologiques et de la topographie. Nous nous concentrons sur les chaines en plis et chevauchements, qui sont largement répandues et souvent associées à des risques sismiques importants. Dans ce contexte, une question scientifique clé est de savoir si la déformation asismique peut être le processus dominant, plutôt que la déformation par incréments sismiques. Si tel est le cas, quels sont les paramètres physiques clés qui favorisent ce mode de déformation ? Cette question a des implications importantes pour l'évaluation de l’aléa sismique et constitue un enjeu fondamental pour notre compréhension du rôle de la lithologie et des fluides sur le cycle sismique et sur la rhéologie de la croûte supérieure et de sa déformation tectonique à long terme. Pour répondre à ces questions, nous proposons, par une approche multidisciplinaire (géodésie, sismologie, géomorphologie, géologie, modélisation numérique et analogique), une étude intégrée de la structure et du développement de la chaine en plis et chevauchements du sud-ouest de Taïwan, à différentes échelles spatiales et temporelles : du court terme (quelques années) au long terme (1 Ma) et des processus à petite échelle (1-10 km) aux processus à grande échelle (100 km). Le sud-ouest de Taïwan est en effet un des rares endroit où des taux de déformation élevés (µstrain/an) peuvent être mesurés avec un très faible niveau de sismicité. Un premier objectif du projet est de recueillir un enregistrement spatialement et temporellement dense de la déformation asismique, y compris les signaux transitoires, afin d'obtenir des contraintes fortes pour localiser et quantifier la déformation. Les techniques de GNSS, de nivellement, d’InSAR et de corrélation d'images contribueront à cet objectif et seront complétées par une analyse sismologique approfondie de la microsismicité qui accompagnent souvent ce type de déformation. Un suivi temporel des volcans de boue est proposé comme une approche originale pour obtenir des informations supplémentaires sur les processus de déformation en profondeur. Ces observations à court terme seront confrontées à la déformation à long terme pour distinguer les différents processus physiques possibles. Cela inclut (1) l'analyse des méso- et micro-structures des zones de faille, en particulier celles qui sont fluage asismique, de déterminer la cinématique de la faille et de quantifier les décalages potentiels à long terme sur la faille ; (2) l'identification d’indices géomorphologiques des gradients de surrection à l'échelle de temps de ~1-10 ka, basée sur l'analyse du paysage et des taux de dénudation ; (3) l'estimation du raccourcissement et de la géométrie 3D sur les principales structures géologiques. Des approches de modélisation numérique et analogique seront utilisées pour répondre à différentes questions sur le mécanisme de déformation à différentes échelles de temps. À l'échelle du cycle sismique, des modèles dépendant du temps permettront d'étudier les facteurs qui contrôlent la déformation de surface observée en géodésie. La rhéologie, l'architecture des bassins et du socle, les processus de surface (érosion et sédimentation) et la surpression des fluides seront étudiés à l'échelle de temps de 0,1-1 Ma. Les connaissances acquises sur les mécanismes de déformation asismique grâce à ce projet auront un impact direct sur l'évaluation des risques sismiques dans la zone densément peuplée de Taïwan et plus largement dans d'autres contextes tectoniques actifs.