Mathieu, Mélanie
(2021).
« Variations de l'anisotropie sismique sous le Groenland déterminées par la méthode de la biréfringence des ondes de cisaillement » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Le Groenland est une île stable composée en majorité de roches précambriennes. Malgré la stabilité de la région actuelle, on peut encore y voir de préservées dans la roche, d’anciennes chaînes orogéniques et traces de subduction datant du Précambrien jusqu’au Mésozoïque. À l’aide de l’anisotropie sismique, il est possible de déterminer si ces anciens processus ont été préservés en profondeur. L’anisotropie sismique est mesurée à l’aide de la méthode de la biréfringence des ondes de cisaillement qui se base sur la séparation des ondes de cisaillement en deux composantes orthogonales l’une par rapport à l’autre (une rapide et une lente) à la rencontre d’un milieu anisotrope. La méthode choisie détermine le délai de temps (δt) entre ces deux ondes qui dépend de l’épaisseur ainsi que de la magnitude de l’anisotropie d’un milieu et l’azimut de l’onde dite «rapide» (ф) qui illustrent la direction préférentielle de déformation en profondeur. Les phases *KS choisies proviennent de grands séismes (magnitude >6). Chaque séisme choisi a une distance angulaire entre 80 et 150 degrés avec les stations de l’étude. Les enregistrements proviennent d’évènements sismiques ayant eu lieu entre 1999 et 2019 et enregistrés sur 35 stations dispersées sur l’île. La plupart des stations sont en opération pour une période d’environ 8 ans. Les mesures d'anisotropie permettent une étude complète des variations de l'anisotropie sismique à travers le Groenland. Les résultats démontrent une grande variabilité et une valeur de δt se situant entre 0,35 et 1,98 s, suggérant la présence de plus d'une origine. La comparaison entre les modèles tectoniques régionaux et géodynamiques montre des corrélations, mais sans distinction claire entre les possibles sources. Il existe également une variation entre l’azimut arrière du séisme et la direction rapide qui suggère la présence d’au moins deux couches anisotropes. La modélisation à deux couches suggère que la couche supérieure semble corrélée avec les caractéristiques tectoniques et la couche inférieure semble être corrélée avec le courant asthénosphérique. Les modélisations semblent suggérer la présence de pendage sur les couches anisotropes ajoutant plus de complexité à l'interprétation. Le manteau supérieur du Groenland est complexe et semble enregistrer plusieurs origines à la fois, et devrait être l’objet d’études plus avancées afin de mieux connaître ces diverses origines et de mieux comprendre ce que le manteau supérieur du Groenland peut réellement enregistrer.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : sismologie, anisotropie sismique, biréfringence des ondes de cisaillement, Groenland, craton
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