La mission SEISNET

SEISNET est le réseau sismologique déployé dans le cadre de YOCMAL. Avant de détailler plus avant ce réseau il est nécessaire de présenter les précédentes études sismo-logiques réalisées sur la marge Nord du Golfe d’Aden et plus précisément dans le Dhofar (Sultanat d’Oman).

1.3.2.1 Les réseaux antérieurs dans la région

Les études géophysiques concernant le domaine continental de la zone Encens - Sheba ont été peu nombreuses. Le laboratoire de Tectonique de Paris VI s’est investi, depuis quelques années, dans l’étude de la structure profonde de cette marge. C’est pourquoi 29 stations sismologiques ont été déployées en deux temps dans cette zone avec un premier réseau en 2003 et un deuxième en 2005 coordonné avec une acquisition de sismique réfrac-tion terre-mer en 2006 (Encens - OBS) (Leroy et al., 2010). Les données ainsi récoltées ont permis à Tiberi et al. (2007) de déterminer la profondeur du Moho, par l’étude des fonctions récepteurs, sur un transect Nord - Sud perpendiculaire à la marge. Cette étude montre un amincissement crustal du Nord au Sud, avec un Moho à 32-34 km au Nord du réseau et à 28 km sous Salalah. Cet amincissement se poursuit vers le Sud en mer,

jusqu’à la croûte océanique, comme le montrent les premiers résultats de la campagne Encens-OBS réalisée en 2006 sur des profils terre/mer (Leroy et al., 2006). Une seconde étude de fonctions récepteurs pour le réseau 2003 (Basuyau, 2006) a permis de déterminer les profondeurs des interfaces crustales (sédiments - sédiments et socle - sédiments), et de confirmer les profondeurs du Moho de Tiberi et al. (2007) par une méthode d’inversion différente. Par ailleurs, avec les données du réseau 2003/2004, l’analyse de la biréfringence des ondes SKS reflétant l’anisotropie du manteau est en accord avec les données de terrain. Une première étude tomographique a été réalisée par Pointu (2007) à partir de don-nées provenant des onze premières stations sismologiques de 2003 dans le but d’imager les structures lithosphériques de cette marge passive. Cette étude a montré les limites de l’utilisation d’un réseau trop local (problème d’éclairage des structures notamment). C’est pourquoi, une deuxième étude a été réalisée en utilisant la totalité des stations déployées en 2003 et 2005 pour effectuer une inversion conjointe gravimétrie - tomographie (Basuyau et al., 2010). L’inversion conjointe a révélé la présence de deux anomalies de vitesse d’échelle lithosphérique localisées de part et d’autre du réseau et dans le prolongement de grandes zones de fracture. Ces anomalies pourraient être le lieu de fusion partielle.

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42° 44° 46° 48° 50° 52° 54°

Golfe d’Aden

Yemen 1500 1200 900 600 300 0

Altitude (m)

Fig. 1.5: Localisation des stations du réseau Seisnet pour l’année 2009 - 2010. Par ce nouveau réseau de stations SEISNET (figures 1.5 et 1.6), nous voulons donc étendre nos connaissances des structures crustales et lithosphériques à l’ensemble de la

12°

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50° 52° 54°

Yémen

Oman

Socotra

Golfe d’Aden

Réseau Yocmal Seisnet

Réseau 2005 Réseau 2003 AMAD 40 T 6-TD ESP-D SHUH FASH ARUT SAYT

Fig.1.6: Carte des différents réseaux installés entre le Yémen oriental et l’Oman occiden-tal depuis 2003. Les stations du réseau Seisnet sont celles pour lesquelles j’ai participé à l’installation.

marge Nord du Golfe d’Aden ainsi qu’à une partie de la marge Sud. Ceci permettra, entre autre, de mieux contraindre l’étendue des anomalies de vitesse lithosphérique déjà imagées par les précédents réseaux, d’essayer de comprendre les modalités du passage d’une marge volcanique à une marge non volcanique vers l’Est, de comparer marge Nord et marge Sud et d’étudier l’évolution lithosphérique due à la présence du point chaud des Afars.

1.3.2.2 Organisation et déploiement

Le réseau a été déployé en deux temps. Durant la première phase, 49 stations ont été installées au Yémen continental et disposées selon trois profils orientés globalement Nord-Sud à Nord-Est Sud-Ouest. Ces trois profils sont localisés à l’Ouest, au centre et à l’Est du Yémen comme illustré sur la figure 1.5. Les stations ont été déployées en Mars 2009 pour une durée de un an. Elles ont ensuite été redéployées, pour la première moitié au Sultanat d’Oman et, pour la seconde moitié, sur l’île de Socotra pour une durée identique. 1.3.2.3 Les stations

J’ai participé au déploiement du profil Est avec Sylvie Leroy et Hakim Ahmed, au cours duquel nous avons installé 13 stations durant la mission mars - avril 2009. Trois stations ont été déployées par la suite pour compléter le profil vers le sud. Nous avons installé trois types de stations qui sont les ESPD, les 6-TD et les reftek associées à des 40-T. Les figures 1.8 et 1.7 montrent deux exemples d’installation de station sur le réseau.

Panneau Solaire

Sismomètre

Station

sismologique

GPS

Fig.1.8: Exemple d’organisation typique d’un site pour l’installation d’une station sismo-logique ESP, avec les différentes composantes de la station.

1.4 La gravimétrie

La gravimétrie est une méthode géophysique dont le but est de mesurer et d’étudier les variations du champ de pesanteur que ce soit dans l’espace ou dans le temps. Nous nous intéresserons particulièrement aux variations de densité dans le globe qui vont générer des variations de pesanteur : à l’aplomb d’un corps lourd la pesanteur sera plus forte qu’à l’aplomb d’un corps léger. S’il est possible de calculer / mesurer l’effet d’une variation de densité dans le sol, il va donc être possible (mais difficile) de procéder à une inversion pour retrouver les variations de densité à partir des variations du champ de pesanteur.