Signatures géologiques de l'activité des méga-chevauchements – GeoSigMA

Les méga-chevauchements des zones de subduction sont les systèmes de failles les plus dangereux au monde. Ceux-ci comportent de nombreuses aspérités: de vastes régions où la plaque plongeante demeure collée à la plaque chevauchante pendant des centaines d’années. Ce blocage induit une lente accumulation de contraintes élastiques, qui finissent par rompre une ou plusieurs aspérités en cascade, déclenchant des séismes pouvant dépasser une magnitude de 9. Cartographier les aspérités et en comprendre les mécanismes sous-jacents sont ainsi des objectifs cruciaux pour l’anticipation des mégaséismes, enjeu scientifique et sociétal majeur. Notre connaissance des aspérités se base essentiellement sur leur caractérisation à des échelles de temps allant de la seconde (par la sismologie) à quelques dizaines d’années (par la géodésie). Le projet GeoSigMA vise à cartographier les aspérités sur des échelles de temps bien plus longues, en tirant avantage de nouvelles observations établissant des liens clairs entre la géométrie des zones bloquées et la morphologie de la plaque supérieure, façonée sur des centaines de milliers d’années. Ces données indiquent que la géométrie des aspérités persiste et imprime une signature dans le paysage sur des centaines de cycles sismiques. Exploiter cette signature nécessite une compréhension physique de la façon dont de nombreux cycles quasi-élastiques de blocage-rupture des aspérités peut donner lieu à de la déformation irréversible, et de la façon dont cette déformation sculpte le paysage en intéragissant avec les processus de surface. Pour y parvenir, je constituerai un groupe de recherche à l’interface entre la géodynamique, la géomorphologie et la sismologie. Nous développerons des méthodes innovantes analysant la concavité des rivières et des canyons sous-marins pour quantifier la déformation long-terme des subductions. En parallèle, nous construirons et distribuerons des outils numériques de pointe pour la modélisation tectonique directe et inverse. Nous les utiliserons pour comprendre où, quand et comment la déformation liée au cycle sismique peut devenir irréversible. Ces travaux ouvriront la voie à l’inversion conjointe de données géodésiques, géomorphologiques et structurales, qui permettront une cartographie inédite des aspérités dans l’espace et dans le temps, et ainsi la comprehension de leur nature mécanique.