I. STRUCTURE & EVOLUTION DE LA LITHOSPHÈRE AFRICAINE
- Epaisseurs et propriétés sismiques des croûtes- Caractérisation des blocs lithosphériques- Géométrie de l'interface lithosphère - asthénosphère
- Structure du craton Archéen Ouest - Africain- Epaisseur, structure interne et formation de sa racine- Déformation ancienne, figée dans la lithosphère (Archéen, Panafricain)
- Structures profondes des chaînes de montagne récentes et anciennes- Signature des chaînes anciennes (panafricaines) et récentes (Atlas, Maghrébides), et relations avec le craton
- Déformation du manteau dans les grands décrochements lithosphériques panafricains du Hoggar (4°5)
- Localisation verticale et latérale de la déformation. - Couplage entre les enveloppes (croûte - manteau lithosphérique - asthénosphère)- Exemple de shear-zone lithosphérique?
Sismo Maghreb : Objectifs scientifiques
II. DYNAMIQUE DU MANTEAU SUB-LITHOSPHÉRIQUE
- Structure et dynamique du point chaud du Hoggar :
- Géométrie du panache dans le manteau supérieur, profondeur d'origine, taille et anomalie thermique- Poinçonnement de la lithosphère africaine par le panache du Hoggar- Signature du panache dans la zone de transition- Origine en profondeur du panache (manteau sup/inf)
- Circulations mantelliques actuelles dans l'asthénosphère / géométries des lithosphères, mouvement de la plaque, poinçonnement du point chaud, convection profonde.
- Origine des anomalies thermiques et gravimétriques observées en surface par rapport à la structure du manteau et de ses anomalies de vitesse
Sismo Maghreb : Objectifs scientifiques
III. TECTONIQUE ACTIVE EN AFRIQUE DU NORD
- Sismicité locale et régionale, relation avec les structures crustales, propriétés des failles et risque sismique
- Limite Nord de la plaque Afrique
- Transition continent-océan de la plaque Afrique, liaison avec le bassin Méditerranéen au Nord, la mer d'Alboran au NW, et les subductions qui s'y raccordent
Sismo Maghreb : Objectifs scientifiques
- Sismicité locale et régionale (-> tectonique active)
- Tomographie régionale ondes de surface (-> structures des lithosphères et du manteau sup, fluage du manteau)
- Tomographie régionale en ondes de volume (-> structures crustales et mantelliques)
- Tomographie globale ondes de volume (-> zone de transition, manteau inf, panache)
- Bruit de fond microsismique (-> tomographie de la croûte)
- Cartographie de l'anisotropie (-> déformation mantellique)- Ondes de surface- Déphasage des ondes SKS- Polarisation des ondes P
- Fonctions de transfert (-> cartographie des interfaces : Moho, lithosphère, zone de transition) - …
Sismo Maghreb : Outils et méthodes
Etat des lieux stations sismologiques en Afrique du Nord--> faible couverture sismologique, basse résolution des structures
Tomo ondes de surface(Sebai et al, PEPI, 2006)
Tomo ondes de surface(Sebai et al, PEPI, 2006)
Proposition I: Déploiement de stations sismiques large bande en Algérie du sud
- Réseau temporaire de stations large bande, environ 15 unités durant 2 ans (Hoggar & partie algérienne du craton W africain)
- Profil EW à travers la shear-zone à 4°5, centré sur TAM. 8 stations sur 300 km durant 1 an.
- Profil de sismique réfraction ?
Proposition II: Déploiement de stations sismiques large bande sur l'ensemble du Maghreb
- Réseau temporaire de 35 à 40 stations large bande
- Maroc 10 stations
- Sud Algérie 15 stations
- Nord Algérie 10 stations (réseau LB algérien (40 stations?) en cours d'installation)
- Tunisie 3 stations (en cours d'installation par Monaco)
350˚ 355˚ 0˚ 5˚ 10˚
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MEB BARI
KAKA
ABSA
Djanet
Tazrouk
Abalessa Silet
Arak
Abankor Tirek
Timeiaouine
In Guezam
Tahaggart Tiririne
Amguid
Tinzaouten
Borj Moktar
Boubernous
Grisim
Reggane
Oualene
Ineker
Tindouf
Chanechane Illizi
Ouezzane
Bouarfa
Jerada
Safi
Marrakech
Tazzarine
Tiznit
Er Rachidia
Settat
Beni Abbes
Ouargla
El Bayach
Djelfa
El Golea
Biskra Frenda
Borj Messaouda
In Salah
Tebessa Kairouan
Mateur
Remada
Maghreb & ondes de surface210˚ 240˚ 270˚ 300˚ 330˚ 0˚ 30˚ 60˚ 90˚ 120˚ 150˚ 180˚
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2007 Jan 15 15:06:20
Global surface wave coverage year 2002 mb>6 10¡<D<120¡
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
number of SW events, year 2002
-Très bonne localisation globale du Hoggar par rapport aux ondes de surface (nombre d'événements/an et couverture azimutale)
--> augmentation sensible de la résolution des différentes imageries
Maghreb & ondes S télésismiques
330˚ 340˚ 350˚ 0˚ 10˚ 20˚ 30˚
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North Africa SKS coverage, year 2002 mb>6 85¡<D<120¡330˚ 340˚ 350˚ 0˚ 10˚ 20˚ 30˚
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number of SKS events / year
210˚ 240˚ 270˚ 300˚ 330˚ 0˚ 30˚ 60˚ 90˚ 120˚ 150˚ 180˚
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Global SKS coverage, year 2002 mb>6 85¡<D<120¡
210˚ 240˚ 270˚ 300˚ 330˚ 0˚ 30˚ 60˚ 90˚ 120˚ 150˚ 180˚
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210˚ 240˚ 270˚ 300˚ 330˚ 0˚ 30˚ 60˚ 90˚ 120˚ 150˚ 180˚
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110
number of SKS events/ year
number
- Très bonne localisation globale du Maghreb et particulièrement du Hoggar pour les SKS (nombre d'événements/an et couverture azimutale)
Hoggar & zone de transition 345˚ 350˚ 355˚ 0˚ 5˚ 10˚ 15˚
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TAM
RTC
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Arak
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Amguid
Tinzaouten
Borj Moktar
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Chanechane
Illizi
660 km depth pierce points at all stations for 1 year (2002)event mb>6.0 and 25<D<95, 40 events
Fonctions de transfert:Utilisation des ondes converties sur les interfaces sismiques pour cartographier leurs épaisseurs
- Couverture très homogène sous le Hoggar- Possibilité d'échantillonner le craton
Collaborations, sismologie- EOPG Strasbourg (ondes de surface)- OMP Toulouse (SKS & tomo)- Geosciences Azur (OBS marge algérienne?)- IPG Paris- Univ. Brest (projet Maradja) - CSEM - INGV Roma: (tomo ondes de volume & SKS)- Princeton (tomo globale - panaches)- projet PICASSO, CSIC Barcelona- EuroArray ? - …
Maghreb- Univ. Alger structures crustales- CRAAG structures crustales & tomo (réseau LB)- Univ. Sfax- SONATRACH- Maroc…
- Budget prévisionnel, manip sismo Hoggar15 stations durant 2 ans
1ère année 2ème année TotalPostes détails nb
coût/unité
total détails nbcoût/unité
total par
Fonctionnement Divers posteTransport stations France <--> Algérie)700 Kg 3 000 3 000 6 000Transport matériel en AlgérieFret Air Algérie 2 000 2 000 4 000
Petit matériel informatique 2 000 0 2 000
Batteries 2 par stations 30 80 2 400 0 2 400
Materiel construction 15 500 7 500 0 7 500
Coût des transmissions envoi des disques dur etc... 1 000 1 000 2 000Teléphone/fax France - Algérie 500 500 1 000
Total fonctionnement 18 400 6 500 24 900
Missions
Avion France - Algérie
1 mission préparatoire*2 pers +1 mission installation * 4 pers +1 mission tous les 2 mois pour 1personne
10 500 5 0001 voyage tous les 2 mois pour 1personne + 1 mission démontagepour 2 personnes
7 500 3 500 8 500
Avion Alger - TAMUne installation * 2pers + Unevisite des stations tous les 2 mois* 1pers.
7 300 2 100Une visite des stations tous les 2mois*1pers.
6 300 1 800 3 900
Frais de terrains
1 mission préparatoire*2pers*10j + 1 mission installation* 4 pers*2mois + 1 mission tousles 2 mois pour 1 personne*1mois
380 80 30 4001 mission tous les 2 mois pour 1personne*1 mois + 1 mission 2personne démontage * 1mois
210 80 16 800 47 200
Voiture + chauffeur2 véhicules * 2 mois(installation)+ 1véhicule*1mois*4
240 50 12 0001 véhicule*1 mois*4 + 2véhicules*1mois ( démontage)
180 50 9 000 21 000
Missions Paris / Strasbourg / Montpellier
4 visites * 2 jours * 1 pers. 4 300 1 200 6 visites * 2 jours * 1 pers. 6 300 1 800 3 000
AGU San Francisco 0 1 500 0 2 pers/an 2 1 500 3 000 3 000EGU Europe 0 1 000 0 2 pers/an 2 1 000 2 000 2 000
Total missions 50 700 37 900 88 600
Equipement
Système RAID de sauvegarde des données 1 To 1 2 000 2 000 1 2 000 2 000 4 000Panneaux solaire 10 400 4 000 0 400 0 4 000ordinateur 0 0 1 2 000 2 000ordinateur portable 1 1 500 1 500 0 1 500 0 1 500
Total équipement 7 500 4 000 11 500
TOTAL PAR ANNEE (€) 76 600 48 400 125 000
TOTAL 2 ANS (€) 125 000
Picasso proposals
Déploiement courte période Hoggar
33 short period stations3 months deployment(Ayadi et al, PEPI, 2000)
Mesures d'anisotropie, SKS (Barruol & Hoffmann, 1999, Barruol & Ban Ismail, 2001)
Seismic anisotropy beneath Archean cratons and Panafrican belts
Panafrican belt
600 My
W. Africancraton2.7 Gy
West African craton
Hercynianbelt
300 My
DBIC
MBO
TAM
Tomographic image(Ritsema & Van Heijst, 2000)
Crust
Lithospheric mantle
LAC
KNW
SCZLayer 1 φ1= 70. δ 1=1.0 t
2: Layer δ 2=1.0t
180 210 240 270 300 330 360180 210 240 270 300 330 360
-80
-60
-40
-20
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
( 2=-70.)Phiapp phi ( 2=-60.)Phiapp phi ( 2=-50.)Phiapp phi ( 2=-40.)Phiapp phi
phi
( 2=-70.)Dtapp phi ( 2=-60.)Dtapp phi ( 2=-50.)Dtapp phi ( 2=-40.)Dtapp phi
dt
Backazimuth Backazimuth
Présence de 2 couches anisotropes en Californie
2 couches d'anisotropie à TAM?
Tomo globale(Ritsema 2004)
Crustal structure – receiver function analysisCrustal structure – receiver function analysis
Uses P waves from teleseismic (distance > 30°) earthquakes. P-to-S conversions and reverberations occur at velocity contrasts.
Processing of 3-component seismogram isolates the ‘receiver function’ which is the response of the structure beneath the station to the incident P wave.
Use radial receiver functions to study 1D shear wave velocity structure beneath the seismograph station and tangential receiver functions to study 3D effects and anisotropy.
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