Archives des événements extrêmes dans les sédiments marins au large de Taiwan

Christine Authémayou

Nathalie Babonneau

L’île de Taïwan, offre un cadre exceptionnel pour l’étude des évènements extrêmes. En effet, son contexte géodynamique unique présente deux subductions : celle des Ryukyus à l’Est et celle de Manille au Sud-Ouest, entraînant des taux de sismicité et de surrection parmi les plus élevés au monde. De plus, l’île se situe dans l’axe de la « Typhoon Alley », la soumettant à une moyenne de 4 typhons par an. Historiquement, la région a subi des événements exceptionnels ayant marqué les esprits, tels que le séisme à terre de Chi-Chi en 1999 de magnitude 7.6, ou encore le tsunami de Meiwa en 1771 ayant causé près de 12000 victimes, très probablement causé par un séisme de magnitude ~7.5 à 8 au large des Ryukyus. Enfin, Le typhon Morakot en 2009 a été un des plus destructeurs ayant atteint l’île, à cause des inondations et des glissements de terrain qu’il a engendrés. Par définition, ces événements exceptionnels sont rares, et les archives instrumentales et historiques trop limitées. Il est donc indispensable d’établir des séries temporelles longues de plusieurs milliers d’années (ou plus) afin de contraindre la récurrence et l’amplitude de ces évènements, de mieux comprendre les facteurs qui les contrôlent sur le long terme, et in fine de dresser des modèles prédictifs de ces aléas naturels et améliorer la prévention des risques associés.

Le déchiffrage des archives géologiques est donc nécessaire pour établir des séries temporelles longues. En raison de l’érosion élevée sur l’île, les traces géologiques à terre de ces évènements sont limitées ou incomplètes. Le domaine marin permet quant à lui une très bonne préservation de ces évènements. Les phénomènes catastrophiques génèrent des glissements sous-marins et des courants de turbidité dont les dépôts (turbidites) contrastent avec la sédimentation hémipélagique lente : ils sont identifiables et datables par les carottes sédimentaires marines. L’analyse détaillée des séquences sédimentaires et de leur contenu peut permettre de remonter à des zones sources, et de discriminer les facteurs déclenchant tels que des séismes de forte magnitude, le lessivage par une vague de tsunami, ou des crues exceptionnelles causées par des typhons.

Le travail de thèse se basera sur l’exploitation de données acquises pendant la campagne océanographique EAGER en Juin 2018 à bord du Marion Dufresne. Il s’agit essentiellement de carottes Calypso (de longueurs entre 15 et 45 m) et de carottes d’interface Boxcore (<1 m). Dans le cadre de la thèse, le travail sera focalisé sur la marge située à l’Est de Taiwan et en particulier sur la zone de subduction des Ryukyus. L’ouverture des carottes et les analyses préliminaires réalisées à bord montrent clairement des dépôts gravitaires sous-marins (turbidites et glissements en masse) dans toutes les carottes prélevées sur la zone Est de Taïwan. Ces données sont très prometteuses et offrent la possibilité de dater des successions d’événements extrêmes (notamment séismes et/ou tsunami) sur la zone des Ryukyus.

Le doctorant sera amené à travailler sur des données de sédimentologie, de géochimie et de géophysique en intégrant le contexte sismo-tectonique et climatique de Taïwan et des Ruykyus. Il devra effectuer des travaux analytiques (prélèvements, traitement d’échantillons, banc de mesures physiques et géochimiques, granulométrie laser, lavages, piquages..). Après la phase d’acquisition de données sur les carottes sédimentaires, un travail d’interprétation et d’intégration de données sera à effectuer (1) pour la compréhension des différents processus gravitaires en fonction des contextes physiographiques des sites, et (2) pour l’élaboration des modèles d’âge à différentes échelles de temps. Il sera donc possible de discuter les différents types d’événements extrêmes (différentes origines, sources ou mécanismes déclenchants), et discuter les périodes de retour de ces événements et leurs variations au cours des derniers millénaires.

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