High-resolution imaging of the Pyrenees and Massif Central from the data of the PYROPE and IBERARRAY portable array deployments

International audienceThe lithospheric structures beneath the Pyrenees, which holds the key to settle long-standing controversies regarding the opening of the Bay of Biscay and the formation of the Pyrenees, are still poorly known. The temporary PYROPE and IBERARRAY experiments have recently filled a strong deficit of seismological stations in this part of western Europe, offering a new and unique opportunity to image crustal and mantle structures with unprecedented resolution. Here we report the results of the first tomographic study of the Pyrenees relying on this rich data set. The important aspects of our tomographic study are the precision of both absolute and relative traveltime measurements obtained by a nonlinear simulated annealing waveform fit and the detailed crustal model that has been constructed to compute accurate crustal corrections. Beneath the Massif Central, the most prominent feature is a widespread slow anomaly that reflects a strong thermal anomaly resulting from the thinning of the lithosphere and upwelling of the asthenosphere. Our tomographic images clearly exclude scenarios involving subduction of oceanic lithosphere beneath the Pyrenees. In contrast, they reveal the segmentation of lithospheric structures, mainly by two major lithospheric faults, the Toulouse fault in the central Pyrenees and the Pamplona fault in the western Pyrenees. These inherited Hercynian faults were reactivated during the Cretaceous rifting of the Aquitaine and Iberian margins and during the Cenozoic Alpine convergence. Therefore, the Pyrenees can be seen as resulting from the tectonic inversion of a segmented continental rift that was buried by subduction beneath the European plate

L'observation des séismes dans les Pyrénées

L'Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) opère un réseau sismologique sur le versant français des Pyrénées dpeuis la fin des années 1980. Dix ans auparavant, l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) avait déployé un dispositif de taille très limitée cenré sur le village d'Arette (Pyrénées-Atlantiques), siège d'un séisme destructeur en 1967. Ces deux réseaux ont fusionné à la fin des années 1990, pour former le Réseau de Surveillance Sismique des Pyrénées (Rénass-RSSP)

Station sismologique MLS du RLBP (Ariège)

The photo shows a view of the clay room (Moulis cave) containing the seismological equipment of the station MLS (Ariège). The current sensor (Nanometrics Trillium 240) is positioned in the glass bell in the background on the left. The other instruments are old devices left in situ. This site is operated by the OMP (Observatoire Midi-Pyrénées) and integrated into the RLBP (Permanent Broadband Network) which is part of Résif. Résif is a research infrastructure dedicated to the observation and understanding of the internal Earth structure and dynamics. Résif is based on high technology observation networks, composed of seismological, geodetic and gravimetric instruments deployed in a dense manner throughout France. The data collected enable the study of ground deformation, surface and deep structures, local and global seismicity and natural hazards, particularly seismic, on French territory with a high spatio-temporal resolution. Résif is integrated into the European (EPOS - European Plate Observing System) and worldwide systems of instruments used to image the interior of the Earth as a whole and to study numerous natural phenomena.La photo montre une vue de la salle d'argile (grotte de Moulis) contenant les équipements sismologiques de la station MLS (Ariège). Le capteur actuel (Nanometrics Trillium 240) est positionné dans la cloche de verre à l'arrière-plan à gauche. Les autres instruments sont d'anciens appareils laissés en situation. Ce site est opéré par l'OMP (Observatoire Midi-Pyrénées) et intégré au RLBP (Réseau Large Bande Permanent) qui fait partie de Résif. Résif est une infrastructure de recherche dédiée à l’observation et la compréhension de la structure et de la dynamique Terre interne. Résif se base sur des réseaux d’observation de haut niveau technologique, composés d’instruments sismologiques, géodésiques et gravimétriques déployés de manière dense sur tout le territoire français. Les données recueillies permettent d’étudier avec une haute résolution spatio-temporelle la déformation du sol, les structures superficielles et profondes, la sismicité à l’échelle locale et globale et les aléas naturels, et plus particulièrement sismiques, sur le territoire français. Résif s’intègre aux dispositifs européens (EPOS - European Plate Observing System) et mondiaux d’instruments permettant d’imager l’intérieur de la Terre dans sa globalité et d’étudier de nombreux phénomènes naturels

Accès à la grotte de Roland à Montcuq (Lot)

The photo shows the access staircase to the Roland cave (Montcuq, Lot). The site hosts the seismological station MONQ, operated by the OMP (Observatoire Midi-Pyrénées) and integrated into the RLBP (Permanent Broadband Network) which is part of Résif. Résif is a research infrastructure dedicated to the observation and understanding of the Earth's internal structure and dynamics. Résif is based on high technology observation networks, composed of seismological, geodetic and gravimetric instruments deployed in a dense manner throughout France. The data collected enable the study of ground deformation, surface and deep structures, local and global seismicity and natural hazards, particularly seismic, on French territory with a high spatio-temporal resolution. Résif is integrated into the European (EPOS - European Plate Observing System) and worldwide systems of instruments used to image the interior of the Earth as a whole and to study numerous natural phenomena.On peut voir sur la photo l'escalier d'accès à la grotte de Roland (Montcuq, Lot). Le site héberge la station sismologique MONQ, opéré par l'OMP (Observatoire Midi-Pyrénées) et intégré au RLBP (Réseau Large Bande Permanent) qui fait partie de Résif. Résif est une infrastructure de recherche dédiée à l’observation et la compréhension de la structure et de la dynamique Terre interne. Résif se base sur des réseaux d’observation de haut niveau technologique, composés d’instruments sismologiques, géodésiques et gravimétriques déployés de manière dense sur tout le territoire français. Les données recueillies permettent d’étudier avec une haute résolution spatio-temporelle la déformation du sol, les structures superficielles et profondes, la sismicité à l’échelle locale et globale et les aléas naturels, et plus particulièrement sismiques, sur le territoire français. Résif s’intègre aux dispositifs européens (EPOS - European Plate Observing System) et mondiaux d’instruments permettant d’imager l’intérieur de la Terre dans sa globalité et d’étudier de nombreux phénomènes naturels

L'observation des séismes dans les Pyrénées

L'Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) opère un réseau sismologique sur le versant français des Pyrénées dpeuis la fin des années 1980. Dix ans auparavant, l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) avait déployé un dispositif de taille très limitée cenré sur le village d'Arette (Pyrénées-Atlantiques), siège d'un séisme destructeur en 1967. Ces deux réseaux ont fusionné à la fin des années 1990, pour former le Réseau de Surveillance Sismique des Pyrénées (Rénass-RSSP)