Pour ce qui concerne la tomographie télésismique, notre traitement des données a consisté simplement à sélectionner pour chaque station le signal correspondant à l’arrivée d’un téléséisme. Dans le cas des arrivées P, qui sont des ondes de volumes provoquant le déplacement longitudinal des particules, et arrivant quasiment à la verticale sous notre réseau, nous nous intéressons uniquement à la composante verticale. Le temps d’arrivée théorique de chaque séisme à chaque station est calculé dans un modèle de Terre de ré-férence. Il s’agit ensuite de déterminer le temps d’arrivée effectif des ondes aux stations. Cette étape consiste à pointer manuellement le moment exact où l’évènement arrive à la station, c’est à dire le moment où le sismogramme est perturbé par un évènement sismique. Le programme SAC (Seismic Analysis Code Goldstein et Snoke, 2005) nous permet d’affi-cher les sismogrammes un par un ou bien d’en comparer plusieurs à la fois, afin de pointer la même phase à toutes les stations. Nous avons choisi d’analyser les séismes de magnitude supérieure ou égale à 5.5, pour obtenir le meilleur rapport signal sur bruit possible, ce qui permet un pointé plus précis des arrivées.
Troisième partie
La région du point triple
Aden – Afar – sud mer Rouge
Partie III - La région du point triple Aden – Afar – sud mer Rouge
La troisième partie de cette thèse présente les résultats obtenus sur la région du point triple Aden – Afar – sud mer Rouge et plus particulièrement sur le sud-ouest du Yémen et l’Afar. Nous réalisons une tomographie de bruit, fournissant des cartes de vitesses de phase des ondes de Rayleigh, puis un modèle en trois dimensions de la vitesse de propagation des ondes S. D’autre part, grâce à la tomographie télésismique, nous obtenons un modèle en trois dimensions de la vitesse de propagation des ondes P de la lithosphère et de la partie supérieure du golfe d’Aden sous l’ouest du Yémen.
En tomographie de bruit (c.f. chapitres III.1 et III.2), nous utilisons les données issues des stations sismologiques du sud-ouest du Yémen (projet YOCMAL), combinées avec celles issues de stations sismologiques déployées ces dernières années en Éthiopie, en Érythrée et à Djibouti. La plupart des stations font partie de réseaux temporaires, mis en place sur des périodes d’un à trois ans ; deux réseaux temporaires ont enregistré sur la même période que celle des stations du réseau YOCMAL au Yémen. Grâce à la tomographie de bruit, nous obtenons une image des structures sous la mer Rouge, établissant pour la première fois un modèle tomographique des marges conjuguées du sud de la mer Rouge à haute résolution.
Dans le troisième chapitre (chapitre III.3), nous investiguons le manteau supérieur de la marge est du sud de la mer Rouge, en nous basant sur les données du projet YOCMAL au Yémen. La tomographie télésismique nous offre un aperçu de la structure profonde des flancs du rift sous les hauts plateaux yéménites et les champs volcaniques de Sana’a, Dhamar et Marib.
Chapitre 1
Magmatism on rift flanks : insights
from Ambient-Noise Phase-velocity in
Afar region
Geophysical Research Letters, 2015, accepté.
Résumé
Au moment de la rupture lithosphérique dans un environnement magmatique, l’ex-tension de la vallée du rift est généralement considérée comme s’initiant au niveau des failles bordières ; elle migre ensuite progressivement vers le centre d’accrétion. Les processus magmatiques des flancs de rift sont communément ignorés.
Nous présentons des cartes de vitesse de phase de la croûte et de la partie supérieure du manteau des marges conjuguées du sud de la mer Rouge (en Afar et au Yémen), obtenues grâce à la tomographie de bruit de fond, afin de contraindre les modifications de la croûte durant la rupture continentale. Nos images indiquent que les vitesses lentes sont caractéristiques de la croûte supérieure sous les systèmes volcaniques axiaux, mais aussi de la croûte supérieure et inférieure sous les flancs du rift, où un volcanisme actuel et une activité hydrothermale sont observés en surface. Les modifications de la croûte par du magmatisme sous les flancs du rift ont certainement lieu sur une longue période de temps au cours du processus de rupture continentale, et peuvent persister jusqu’à l’accrétion océanique.
CHAPITRE 1. MAGMATISM ON RIFT FLANKS : INSIGHTS FROM AMBIENT-NOISE PHASE-VELOCITY IN AFAR REGION
Félicie Korostelev1,2, Cornelis Weemstra3, Sylvie Leroy1,2, Lapo Boschi1,2, Derek Keir4, Yong Ren5, Irene Molinari6, Abdulhakim Ahmed1,2,7, Graham W. Stuart5, Frédérique Rolandone1,2, Khaled Khanbari8, James O. S. Hammond9, J. M. Kendall10, Cécile Doubre11, Ismail Al Ganad12, Berhe Goitom13, and Atalay Ayele14
1 Sorbonne Universités, UPMC Univ Paris 06, UMR 7193, Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP), F-75005 Paris, France.
2 CNRS, UMR 7193, Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP), F-75005 Paris, France. 3 Department of Geoscience and Engineering, Delft University of Technology, Stevinweg 1, 2628 CN Delft, The Netherlands.
4 National Oceanography Centre Southampton, University of Southampton, Southampton, SO14 3ZH, U.K.
5 School of Earth and Environment, University of Leeds, Leeds, U.K.
6 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, via di Vigna Murata 605, 00143 Roma, Italy.
7 Seismological and Volcanological Observatory Center, Dhamar, Yemen. 8 Sana’a University, Remote Sensing and GIS Center, Sana’a, Yemen. 9 Imperial College London, London, SW7, U.K.
10 University of Bristol, Bristol, BS8, U.K.
11 Institut de Physique du Globe de Strasbourg ; UMR 7516, Université de Stras-bourg/EOST, CNRS, 5 rue René Descartes, F-67084 Strasbourg Cedex.
12 Geological Survey and mineral Resources Board, Sana’a, Yemen. 13 School of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol, UK.
Partie III - La région du point triple Aden – Afar – sud mer Rouge
1.1 Abstract
During the breakup of continents in magmatic settings, the extension of the rift val-ley is commonly assumed to initially occur by border faulting and progressively migrate in space and time towards the spreading axis. Magmatic processes near the rift flanks are commonly ignored. We present phase-velocity maps of the crust and uppermost mantle of the conjugate margins of the southern Red Sea (Afar and Yemen) using ambient noise to-mography to constrain crustal modification during breakup. Our images show that the low seismic velocities characterize not only the upper crust beneath the axial volcanic systems, but also both upper and lower crust beneath the rift flanks where ongoing volcanism and hydrothermal activity occur at the surface. Magmatic modification of the crust beneath rift flanks likely occurs for a protracted period of time during the breakup process, and may persist through to early seafloor spreading.