High-Resolution Aftershock-Based Imaging of Active Faults, Source Parameters and Earthquake Driving Mechanisms: A Contribution to Seismic Hazard Assessment in Northeastern Algeria
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Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Sciences
Abstract
Seismology has experienced significant advancements since its establishment in the mid20th century, driven by the increasing need to comprehend and mitigate the impacts of earthquakes. Earthquakes, often sudden and violent, have long been a source of fear and terror due to their devastating effects on both infrastructure and human lives. As the understanding of plate tectonics and seismic activity evolved, modern seismology emerged as a powerful tool to investigate the underlying causes of these natural phenomena. The present thesis, titled "High-Resolution Aftershock-Based Imaging of Active Faults, Source Parameters, and Earthquake Driving Mechanisms: A Contribution to Seismic Hazard Assessment in Northeastern Algeria" builds upon these developments. The main aim is to contribute valuable insights to the assessment of seismic hazards in the northeastern region of Algeria. The thesis is structured around three core components. First, it focuses on high-resolution aftershock-based imaging, providing detailed depictions of fault systems to improve the understanding of fault geometries and potential earthquake nucleation zones. Utilizing advanced techniques such as double difference relocation and hierarchical clustering of earthquake multiplet, this work identifies previously unmapped fault segments. Second, it involves the analysis of earthquake source parameters, including seismic moment, fault geometry, stress drop, and source radius. These parameters provide crucial insights into earthquake mechanics and the characteristics of faults in the study area. Third, the research investigates earthquake driving mechanisms, including tectonic loading, stress transfer, fluid intrusion, and aseismic slip, to unravel the complex factors contributing to earthquake occurrence in this tectonically active region. Our research began with a detailed analysis of the Beni-Ilmane sequence 2010, serving as a foundation for generalizing our methodology to seismic sequences that occurred between 2007 and 2022 across northeastern Algeria. By analyzing seismic sequences from 2007 to 2022, this research compiles a comprehensive database of active faults, seismic parameters, and earthquake mechanisms. The Findings serves as a critical resource for evaluating seismic hazard and developing risk mitigation strategies. This work highlights the importance of integrating seismic data, fault imaging, and earthquake modeling to enhance the resilience of infrastructures in northeastern Algeria against future seismic events.
Description
La sismologie a connu des avancées significatives depuis sa création au milieu du XXe siècle, en réponse à un besoin croissant de comprendre et d’atténuer les effets des tremblements de terre. Ces derniers, souvent soudains et violents, suscitent à la fois crainte et terreur en raison de leurs conséquences dévastatrices sur les infrastructures et les vies humaines. Avec l’évolution des connaissances sur la tectonique des plaques et l’activité sismique, la sismologie moderne est devenue un outil puissant pour explorer les causes profondes de ces phénomènes naturels. La présente thèse, intitulée « Imagerie haute résolution des failles actives à partir des répliques, paramètres de source et mécanismes déclencheurs des séismes : une contribution à l'évaluation de l'aléa sismique dans le nord-est de l'Algérie. », s’appuie sur ces avancées. L’objectif principal est d’apporter des contributions importantes pour l’évaluation de l'aléa sismiques dans la région nord-est de l'Algérie. La thèse est structurée autour de trois composantes principales. Tout d’abord, elle se concentre sur l'imagerie haute résolution basée sur les répliques, fournissant des représentations détaillées des systèmes de failles pour améliorer la compréhension de la géométrie des failles et des zones potentielles de nucléation des séismes. Grâce à des techniques avancées telles que la relocalisation par double différence et le regroupement hiérarchique des multiplets sismiques, ce travail identifie des segments de failles non cartographiés précédemment. Ensuite, elle analyse les paramètres des sources sismiques, tels que le moment sismique, la géométrie des failles, la chute de contrainte et le rayon de la source. Ces paramètres fournissent des informations cruciales sur la mécanique des tremblements de terre et les caractéristiques des failles dans la zone étudiée. Enfin, cette recherche explore les mécanismes forçants des tremblements de terre, notamment le chargement tectonique, le transfert de contraintes, l’intrusion de fluides et le glissement asismique, afin de comprendre les facteurs complexes qui contribuent à l'occurrence des séismes dans cette région tectoniquement active. Notre recherche a débuté par une analyse détaillée de la séquence de Beni-Ilmane 2010, servant de base pour généraliser notre méthodologie aux séquences sismiques ayant eu lieu entre 2007 et 2022 dans le nord-est de l'Algérie. En analysant les séquences sismiques de 2007 à 2022, cette recherche compile une base de données exhaustive sur les failles actives, les paramètres sismiques et les mécanismes de déclenchement des tremblements de terre. Cette base de données constitue une ressource essentielle pour évaluer l'aléa sismique et élaborer des stratégies de réduction des risques. Ce travail souligne l'importance d'intégrer les données sismiques, l'imagerie des failles et la modélisation des séismes afin de renforcer la résilience des infrastructures du nord-est de l'Algérie face aux futurs événements sismiques.