Modélisation d’une zone de subduction.

Présentation au sujet: "Modélisation d’une zone de subduction."— Transcription de la présentation:

1 Modélisation d’une zone de subduction.
Etude de l’arc de subduction.

2 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

3 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

4 Les plaques tectoniques

5 Les plaques tectoniques
Frontière transformante

6 Les plaques tectoniques
Frontière divergente

7 Les plaques tectoniques
Frontière convergente

8 Les plaques tectoniques
Collision Subduction Frontière convergente

9 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

10 Premier modèle en 2D Domaine rectangulaire Plaque Manteau supérieur

11 Premier modèle en 2D Longueurs du domaine Plaque 660 km 100 km
Manteau supérieur Manteau inférieur 3120 km

12 Premier modèle en 2D Conditions aux limites Plaque Manteau supérieur
Fixé Manteau inférieur

13 Premier modèle en 2D Conditions aux limites Plaque Libre
Manteau supérieur Fixé Manteau inférieur

14 Premier modèle en 2D Conditions aux limites Plaque Libre
Manteau supérieur Libre Fixé Libre Manteau inférieur

15 Premier modèle en 2D Conditions aux limites Plaque Libre Fixé
Manteau supérieur Libre Fixé Libre Manteau inférieur

16 Equations comportementales
Instabilité de Rayleigh-Taylor: la plaque plonge dans le manteau car il est moins dense. Conservation de la masse : Stokes :

17 Rhéologie Manteau visqueux Plaque viscoplastique Visqueux Plastique

18 Résultats de la simulation

19 Limites du modèle en 2D

20 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

21 Modèle en 3D Mêmes paramètres. Mêmes équations comportementales.
Mêmes conditions aux limites. + Géométrie en 3D. + Interactions avec une plaque voisine.

22 Modèle en 3D Plaque plongeante Plan de symétrie Manteau supérieur
Plaque voisine

23 Modèle 1 : sans interactions avec la plaque voisine
Bas de la plaque voisine libre Glissement libre

24 Résultats de la simulation

25 Initiation

26 Réorganisation du flux dans le manteau

27

28 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

29 Arc de subduction Subduction de la plaque Atlantique sous la plaque Caraïbe.

30 Arc de subduction Arc de subduction
Subduction de la plaque Atlantique sous la plaque Caraïbe.

31 Modèle 2 : avec interactions entre la plaque voisine et le manteau
Glissement libre

32 Retrait de la plaque plongeante
Sans interactions plaque voisine/manteau Avec interactions plaque voisine/manteau 5,5mm/an 5,4mm/an Position de l’arc de subduction (km) en fonction du temps (Millions années).

33 Retrait de la plaque plongeante
Sans interactions plaque voisine/manteau Avec interactions plaque voisine/manteau 5,5mm/an 5,4mm/an Position de l’arc de subduction (km) en fonction du temps (Millions années).

34 Retrait de la plaque plongeante
Sans interactions plaque voisine/manteau Avec interactions plaque voisine/manteau Réorganisation du flux induit 5,5mm/an 5,4mm/an Position de l’arc de subduction (km) en fonction du temps (Millions années).

35 Modélisation d’une zone de subduction
A propos des plaques tectoniques Modèle en 2D Modèle en 3D Retrait de l’arc de subduction Forme de l’arc de subduction

36 Pourquoi des arcs de subduction?
Arc de subduction Subduction de la plaque Atlantique sous la plaque Caraïbe.

37 Pourquoi des arcs de subduction?
Hypothèse de la balle de ping pong Arc de subduction concave Balle de ping pong Bosselure « Plaque » sur la surface de la balle

38 Arc de subduction vu du dessus
20 M ans 40 M ans 60 M ans Plaque fixe Plaque plongeante

39 Modèle 3 : interactions complètes avec la plaque voisine

40 Influence de la plaque voisine

41 Courbure de l’arc de subduction
Plaque voisine Plan de symétrie Interactions avec la plaque voisine Rc=1280km Sans interactions avec la plaque voisine Rc=1400km

42 Importance de l’arc de subduction
Un des marqueurs de subduction observables en surface. La vitesse de son retrait nous renseigne sur la dynamique de la subduction. Sa forme permet d’apprécier l’influence des effets de bords sur la subduction.

43 Un grand merci à mes tuteurs !
Hans Mülhaus Laurent Bourgouin Klaus Gottschaldt