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Comparative study of co-seismic sedimentation in two tectonically active areas : the sea of Marmara and the gulf of Corinth : methodological developments, implication for seismic hazards assessment
La partie orientale de la MĂ©diterranĂ©e, est une des rĂ©gions sismiques les plus actives en Europe. La prĂ©sence dans cette rĂ©gion de nombreux lacs et bassins marins isolĂ© fait de cette rĂ©gion un endroit idĂ©al pour Ă©tudier l'enregistrement de l'activitĂ© sismo- tectonique et les principaux changements climatiques dans des environnements subaquatiques. Dans cette thĂšse, nous nous intĂ©ressons Ă l'Ă©tude de l'enregistrement palĂ©osismique subaquatique du Quaternaire tardive dans deux bassins: la Mer de Marmara et le Golfe de Corinthe. Ces derniers sont des bassins marins isolĂ©s traversĂ©s par des failles majeures (par exemple, la faille Nord Anatolienne). Nous nous sommes concentrĂ©s sur l'identification des traces laissĂ©es par des palĂ©osĂ©ismes dans l'enregistrement sĂ©dimentaire, en particulier, les couches nommĂ©es ici: "homogenites + turbidites" (HmTu), lequel reprĂ©sentent des Ă©vĂ©nements sĂ©dimentaires quasi instantanĂ©s induits par des secousses sismiques. Leur identification a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e Ă partir des analyses sĂ©dimentologiques classiques et des propriĂ©tĂ©s magnĂ©tiques, en particulier, l'anisotropie de la susceptibilitĂ© magnĂ©tique. Les analyses ont Ă©tĂ© effectuĂ©es sur les sĂ©diments carottĂ©s Ă l'aide du systĂšme gĂ©ant Ă piston CALYPSO. Ces sĂ©diments reprĂ©sentent les derniĂšres 17 cal ka BP de sĂ©dimentation, et ont enregistrĂ© le dernier passage de conditions non marine Ă des conditions marines. Dans la mer de Marmara, ce passage a Ă©tĂ© identifiĂ© autour de 12,8 cal ka BP, tandis que, dans le golfe de Corinthe Ă©tait d'environ 11,7 cal ka BP. Dans les deux bassins, l'enregistrement des Ă©vĂ©nements instantanĂ©s considĂ©rĂ©s comme induits par des sĂ©ismes a permis l'estimation d'un intervalle moyen de rĂ©currence. Dans le bassin de Ăınarcık de la mer de Marmara, l'intervalle de rĂ©currence moyenne minimale varie entre ~155 et ~365 ans, tandis que pour la partie orientale du golfe de Corinthe, l'intervalle de rĂ©currence moyenne minimale varie entre ~400 et ~500 ans. Enfin, dans le bassin central de la mer de Marmara, l'Ă©tude des Ă©vĂ©nements HmTu corrĂ©lĂ©es sur les cĂŽtĂ©s opposĂ©s d'un segment de la faille nord-anatolienne permet d'estimer le dĂ©calage vertical co-sismique pour une pĂ©riode continue de 2 ka. Des valeurs significatives observĂ©es Ă©taient des dĂ©calĂ©es verticalement (jusqu'Ă 144 cm), ce qui implique un dĂ©placement verticalement dominant (normal) pour ce segment.The Eastern Mediterranean is one of most seismically active and rapidly deforming regions in Europe. The presence in this region of numerous lakes and isolate marine basins makes this region an ideal area to study the record of the seismo-tectonic activity and the main climatic changes in sub-aquatic environments. In this thesis we are interested in studying the Late Quaternary sub-aquatic paleoseismic record of two basins: The Sea of Marmara and The Gulf of Corinth. Both are isolated deep marine basins, crossed by major faults (e.g. the North Anatolian Fault). We focused on identifying the traces left by paleoearthquakes in the sedimentary record, particularly, the layers named here: âhomogenites+turbiditesâ (HmTu), which represent individual sedimentary seism-induced events. Their identification was performed through classical sedimentological analyzes and magnetic properties, in particular the Anisotropy of Magnetic Susceptibility. Analyzes were conducted on sediment recovered by long Calypso piston cores. These sediments represent the last 17 cal kyr BP of sedimentation, and have recorded the last non-marine to marine change. In the Sea of Marmara, this passage was identified around 12.8 cal kyr BP, whereas in the Gulf of Corinth was around 11.7 cal kyr BP. In both basins, the record of the earthquake induced instantaneous events allowed the estimation of the average earthquake recurrence interval. In the Ăinarcik Basin of the Sea of Marmara, the minimum average recurrence interval varies between âŒ155 and 365 yr, while for the eastern part of the Gulf of Corinth the minimum average recurrence interval varies between âŒ400 and âŒ500 yr. Finally, in the Central Basin of the Sea of Marmara, the study of correlated HmTu events at opposite sides of a segment of the North Anatolian Fault allows the estimation of the co-seismic vertical offset for a continuous period of 2 kyr. Significant values of vertical offset were observed (up to 144 cm), implying a dominant vertical (normal) throw for this fault segment
Etude comparative de la sédimentation co-sismique sur deux sites tectoniques actifs : la mer de Marmara et le golfe de Corinthe : développements méthodologiques, apports à l'estimation de l'aléa sismique régional
The Eastern Mediterranean is one of most seismically active and rapidly deforming regions in Europe. The presence in this region of numerous lakes and isolate marine basins makes this region an ideal area to study the record of the seismo-tectonic activity and the main climatic changes in sub-aquatic environments. In this thesis we are interested in studying the Late Quaternary sub-aquatic paleoseismic record of two basins: The Sea of Marmara and The Gulf of Corinth. Both are isolated deep marine basins, crossed by major faults (e.g. the North Anatolian Fault). We focused on identifying the traces left by paleoearthquakes in the sedimentary record, particularly, the layers named here: âhomogenites+turbiditesâ (HmTu), which represent individual sedimentary seism-induced events. Their identification was performed through classical sedimentological analyzes and magnetic properties, in particular the Anisotropy of Magnetic Susceptibility. Analyzes were conducted on sediment recovered by long Calypso piston cores. These sediments represent the last 17 cal kyr BP of sedimentation, and have recorded the last non-marine to marine change. In the Sea of Marmara, this passage was identified around 12.8 cal kyr BP, whereas in the Gulf of Corinth was around 11.7 cal kyr BP. In both basins, the record of the earthquake induced instantaneous events allowed the estimation of the average earthquake recurrence interval. In the Ăinarcik Basin of the Sea of Marmara, the minimum average recurrence interval varies between âŒ155 and 365 yr, while for the eastern part of the Gulf of Corinth the minimum average recurrence interval varies between âŒ400 and âŒ500 yr. Finally, in the Central Basin of the Sea of Marmara, the study of correlated HmTu events at opposite sides of a segment of the North Anatolian Fault allows the estimation of the co-seismic vertical offset for a continuous period of 2 kyr. Significant values of vertical offset were observed (up to 144 cm), implying a dominant vertical (normal) throw for this fault segment.La partie orientale de la MĂ©diterranĂ©e, est une des rĂ©gions sismiques les plus actives en Europe. La prĂ©sence dans cette rĂ©gion de nombreux lacs et bassins marins isolĂ© fait de cette rĂ©gion un endroit idĂ©al pour Ă©tudier l'enregistrement de l'activitĂ© sismo- tectonique et les principaux changements climatiques dans des environnements subaquatiques. Dans cette thĂšse, nous nous intĂ©ressons Ă l'Ă©tude de l'enregistrement palĂ©osismique subaquatique du Quaternaire tardive dans deux bassins: la Mer de Marmara et le Golfe de Corinthe. Ces derniers sont des bassins marins isolĂ©s traversĂ©s par des failles majeures (par exemple, la faille Nord Anatolienne). Nous nous sommes concentrĂ©s sur l'identification des traces laissĂ©es par des palĂ©osĂ©ismes dans l'enregistrement sĂ©dimentaire, en particulier, les couches nommĂ©es ici: "homogenites + turbidites" (HmTu), lequel reprĂ©sentent des Ă©vĂ©nements sĂ©dimentaires quasi instantanĂ©s induits par des secousses sismiques. Leur identification a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e Ă partir des analyses sĂ©dimentologiques classiques et des propriĂ©tĂ©s magnĂ©tiques, en particulier, l'anisotropie de la susceptibilitĂ© magnĂ©tique. Les analyses ont Ă©tĂ© effectuĂ©es sur les sĂ©diments carottĂ©s Ă l'aide du systĂšme gĂ©ant Ă piston CALYPSO. Ces sĂ©diments reprĂ©sentent les derniĂšres 17 cal ka BP de sĂ©dimentation, et ont enregistrĂ© le dernier passage de conditions non marine Ă des conditions marines. Dans la mer de Marmara, ce passage a Ă©tĂ© identifiĂ© autour de 12,8 cal ka BP, tandis que, dans le golfe de Corinthe Ă©tait d'environ 11,7 cal ka BP. Dans les deux bassins, l'enregistrement des Ă©vĂ©nements instantanĂ©s considĂ©rĂ©s comme induits par des sĂ©ismes a permis l'estimation d'un intervalle moyen de rĂ©currence. Dans le bassin de Ăınarcık de la mer de Marmara, l'intervalle de rĂ©currence moyenne minimale varie entre ~155 et ~365 ans, tandis que pour la partie orientale du golfe de Corinthe, l'intervalle de rĂ©currence moyenne minimale varie entre ~400 et ~500 ans. Enfin, dans le bassin central de la mer de Marmara, l'Ă©tude des Ă©vĂ©nements HmTu corrĂ©lĂ©es sur les cĂŽtĂ©s opposĂ©s d'un segment de la faille nord-anatolienne permet d'estimer le dĂ©calage vertical co-sismique pour une pĂ©riode continue de 2 ka. Des valeurs significatives observĂ©es Ă©taient des dĂ©calĂ©es verticalement (jusqu'Ă 144 cm), ce qui implique un dĂ©placement verticalement dominant (normal) pour ce segment