Le contexte particulièrement instable de l'Islande résulte de l'action combinée d'un rift océanique et d'un panache mantellique. Les nombreuses études réalisées à ce jour sur l'activité tectonique de l'Islande ont montré que la déformation extensive s'exprime par des crises volcaniques et tectoniques. La récurrence de ces crises varie d'une dizaine d'années pour les éruptions volcaniques dans la Zone Volcanique Est à environ 250 ans pour les crises de rifting dans la Zone Volcanique Nord. L'ensemble de ces études montre donc que la déformation extensive de l'Islande n'est pas continu mais au contraire est marquée par différentes phases qui s'expriment en surface par des variations temporelles de déplacement. <br /><br />Dans ce travail, nous nous proposons de quantifier et d'analyser les variations temporelles de déplacement ainsi que l'extension permanente afin de mieux appréhender l'ensemble des mécanismes qui contrôle la déformation active de l'Islande. Cette étude a pour but de détecter les différents types de variations de déplacement qui ont lieu dans les différentes structures tectoniques actives de l'Islande, de quantifier ces variations sur les 3 composantes du déplacement, d'estimer leur durée et leur origine, et de connaître leur relation avec l'extension permanente de la dorsale médio-océanique. <br /><br />Dans un premier temps, l'analyse des séries des séries temporelles des 17 stations CGPS de l'Islande entre juillet 2000 et décembre 2002 nous a permis de mettre en évidence des variations de déplacement importantes dans la Zone Sismique Sud Islandaise (ZSSI) et dans la Zone Volcanique Est (ZVE). Pour la ZSSI, l'ensemble des stations a présenté un déplacement entre le SE et l'ESE (entre 114° et 128°) pour la deuxième moitié de l'année 2000 qui progressivement s'est orienté autour de l'E-S-E (entre 105° et 115°) jusqu'à la fin de 2002. La mise en relation de ces déplacements avec la décroissance progressive de la microsismicité sur la même période confirme que cette orientation progressive du déplacement vers l'Est reflète une période de déformation post-sismique relativement courte qui s'est atténuée progressivement durant ces 2 année ½ d'observation. Pour la ZVE, l'étude du déplacement des stations CGPS montre des variations importantes du déplacement qui s'expriment principalement sur la composante Sud. Les périodes de faible déplacement vers le Sud sont synchrones des périodes de forte activité sismique du volcan Katla et pourraient correspondre à des périodes de déflation de l'édifice volcanique. Ces périodes de déflation pourraient par ailleurs provenir d'une vidange d'une chambre magmatique par injection de magma dans des sills ou des dykes situés à faible profondeur.<br /><br />Dans un deuxième temps, à partir des campagnes GPS réalisées dans le nord de l'Islande entre 1987 et 2002 et de récentes investigations géophysiques sur la structure crustale de l'Islande, nous avons réalisé une série de simulations en 2D puis en 3D de la crise de rifting du Krafla (qui a eu lieu entre 1975 et 1984) et de sa réponse post-crise. En 2D, à partir d'une structure simple avec une remontée de quelques kilomètres de la croûte inférieure et du manteau lithosphérique, la meilleure simulation a été obtenue à partir des paramètres rhéologiques suivant : (1) une viscosité de 8.1018 Pa.s pour la croûte inférieure et 3.1018 Pa.s pour le manteau ; (2) une cohésion de 106 Pa et un angle de friction de 15° pour la croûte supérieure. En 3D, à partir d'une structure rhéologique tridimensionnelle du Krafla et l'intégration du champ de fractures de l'Askja et de la faille d'Husavik-Flatey, les résultats mettent en évidence que (1) cette crise et la relaxation post-crise qui a suivi ont eu un impact régional dans le Nord de l'Islande mais qui ne s'est pas étendu au delà de 180 à 200 km de l'axe du rift ; (2) les déplacements mesurées par GPS entre 1987 et 1995 ne peuvent être simulés qu'avec l'introduction d'une ouverture importante, d'un mètre environ, dans le champ de fracture de l'Askja ; (3) La présence de la faille d'Husavik-Flatey ne modifie pas significativement la simulation des déplacements mesurés entre 1987 et 2002, ceci nous montre donc que cette faille n'a pas d'impact significatif sur la déformation syn- et post- crise du nord de l'Islande ; (4) la réponse post-crise n'a duré que 10 à 15 ans.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00009362 |
| Date | 21 June 2004 |
| Creators | Berger, Antoine |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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