Mod

1
Modélisation dunezone de subduction.

• Etude de larc de subduction.

2
Modélisation dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc de subduction

3
Modélisation dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc 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 dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc de subduction

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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

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Rhéologie

• Manteau visqueux
• Plaque viscoplastique

Plastique
Visqueux
18
Résultats de la simulation
19
Limites du modèle en 2D
20
Modélisation dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc de subduction

21
Modèle en 3D

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

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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
(No Transcript)
28
Modélisation dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc 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 larc 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 larc 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 larc de subduction (km) en fonction
du temps (Millions années).
35
Modélisation dune zone de subduction

• A propos des plaques tectoniques
• Modèle en 2D
• Modèle en 3D
• Retrait de larc de subduction
• Forme de larc 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 subductionvu du dessus
40 M ans
20 M ans
60 M ans
Plaque plongeante
Plaque fixe
39
Modèle 3 interactions complètes avec la plaque
voisine
40
Influence de la plaque voisine
41
Courbure de larc de subduction
Plaque voisine
Plan de symétrie
Interactions avec la plaque voisine
Rc1280km
Sans interactions avec la plaque voisine
Rc1400km
42
Importance de larc 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 dapprécier linfluence des
  effets de bords sur la subduction.

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Un grand merci à mes tuteurs !

• Hans Mülhaus
• Laurent Bourgouin
• Klaus Gottschaldt