Sismo Maghreb : Objectifs scientifiques 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 : Outils et méthodes 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) …

Tomo ondes de surface (Sebai et al, PEPI, 2006) 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)

Maghreb & ondes de surface 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 - Très bonne localisation globale du Maghreb et particulièrement du Hoggar pour les SKS (nombre d'événements/an et couverture azimutale)

Hoggar & zone de transition 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 Hoggar 15 stations durant 2 ans

Picasso proposals

Déploiement courte période Hoggar 33 short period stations 3 months deployment (Ayadi et al, PEPI, 2000)

Mesures d'anisotropie, SKS (Barruol & Hoffmann, 1999, Barruol & Ban Ismail, 2001)

Présence de 2 couches anisotropes en Californie

2 couches d'anisotropie à TAM?

Tomo globale (Ritsema 2004)

Crustal structure – receiver function analysis Uses P waves from teleseismic (distance > 30°) earthquakes. P-to-S conversions and reverberations occur at velocity contrasts. 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. Processing of 3-component seismogram isolates the ‘receiver function’ which is the response of the structure beneath the station to the incident P wave.