Identification caractérisation et interaction des sources sismiques : Implication sur des séquences d’évènements sismiques de la période 2010-2021 dans le Nord-Est Algérien
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
Abstract
The installation by the CRAAG of a digital seismological network of high performance from 2007 coupled with the various mobile networks deployed following the moderate and strong earthquakes were a major turning point in the evolution of seismological studies in Algeria by the advent of the use of several methodologies of seismological studies. The previous studies record a deficit in localization accuracy and in the exploration of the seismic source. Characterizing the details of individual seismic sequences is an important observational step in characterizing the spatiotemporal evolution of sequences and swarms, studying fault structure and earthquake interaction. We developed a high precision earthquake relocation routine based on multiplet identification and their relative relocations, we also used a variety of relocation techniques based on earthquake intercorrelation employed for the first time in Algeria, exactly in the North-East region in order to study the fault structure defined by the activity of the seismic sequences of the period 2010-2021 in a diffuse deformation zone. The relocations reveal that these seismic sequences occur mainly on unmapped faults, as well as on structures transverse to major faults, particularly in three seismogenic zones; offshore, on the Mcid Aïcha Debbagh (MAD) major fault, and the Tellian Atlas front. An important discovery in the Bejaia-Babors region consists in the revelation of a BTF transfer zone comprising several echeloned segments, it accommodates the Europe Africa convergence by transmitting it from the reverse fault system offshore to the MAD fault on the continent. In parallel, fluid diffusion processes with Coulomb stress variations co-modulated the rupture on the BTF fault by the subsequent rupture of several fault segments. Statistical analyses of seismic series carried out on the different sequences are intended to contribute to obtain information on their nature, because the generation mechanism and the changes of state of the system are often related to systematic changes of parameters and statistical distributions. To obtain the physical parameters of the different seismic sequences, we have developed a method to estimate the source parameters from the spectral analysis based on the circular Brune model. The procedure includes : the application of corrections to remove the trajectory effect (geometric attenuation and anelastic attenuation) and the site effect. The scaling laws constructed for the Beni-Ilmane and Béjaia-Babors regions allowed the estimation of the source parameters of the historical earthquakes of Melouza 1960 and Kherrata 1949, respectively. The relevance of the calculated source parameters required the implementation of a new method the Empirical Green Function "EGF" to free itself from the constraints of the spectral method, namely the a-priori values of the geometric or anelastic attenuation and the site effects, we carried out a preliminary application on the Mila 2020 sequence. The inversion of the mechanisms at the foci reveals a rotation of the compression axis underlining the role of block of the small Kabylie, the study of the variations of the Coulomb stresses attest of the interactions between the earthquakes and the future zones likely to break
Description
L’installation par le CRAAG d’un réseau sismologique numérique de haute performance à partir de 2007 couplé aux différents réseaux mobiles déployés suite aux séismes modérés et forts ont été un tournant majeur dans l’évolution des études sismologiques en Algérie par l’avènement de l’utilisation de plusieurs méthodologies d’études sismologiques. Les études antérieures enregistrent un déficit en précision de localisation et dans l’exploration de la source sismique. La caractérisation des détails des différentes séquences sismiques est une étape observationnelle importante pour caractériser l’évolution spatio-temporelle des séquences et des essaims, en étudiant la structure des failles et l’interaction des séismes. Nous avons développé une routine de relocalisation des séismes de haute précision basée sur l’identification des multiplets et leurs relocalisations relatives, nous avons utilisé également une variété de techniques de relocalisation basées sur l’intercorrélation des séismes employées pour la première fois en Algérie, exactement dans la région Nord-Est afin d’étudier la structure de faille définie par l’activité des séquences sismiques de la période 2010-2021 dans une zone de déformation diffuse. Les relocalisations révèlent que ces séquences sismiques se produisent principalement sur des failles non cartographiées, ainsi que sur des structures transversales aux failles majeures, particulièrement dans trois zones sismogènes; en large, sur la faille majeur Mcid Aïcha Debbagh (MAD), et le front de l’Atlas Tellien. Une découverte importante dans la région Béjaia-Babors consiste en la révélation d’une zone de transfert BTF comprenant plusieurs segments en échelon, elle accommode la convergence entre Europe-Afrique en la transmettant du system de faille inverse en large à la faille décrochante MAD sur le continent. En parallèle les processus de diffusion de fluides avec les variations des contraintes de Coulomb ont co-modulé la rupture sur la faille BTF par la rupture ultérieure de plusieurs segments de faille. Les analyses statistiques de séries sismiques effectuées sur les différentes séquences ont pour but de contribuer à obtenir des informations sur leur nature, car le mécanisme de génération et les changements d’état du système sont souvent liés à des changements systématiques des paramètres et des distributions statistiques. Pour avoir les paramètres physiques des différentes séquences sismiques, nous avons développé une méthode pour estimer les paramètres de la source à partir de l’analyse spectrale basée sur le modèle circulaire de Brune. La procédure comprend : l’application des corrections pour supprimer l’effet de trajectoire (atténuation géométrique et atténuation anélastique) et l’effet de site. Les lois d’échelles construites pour la région de Beni-Ilmane et Béjaia Babors ont permis l’estimation des paramètres de la source des séismes historiques de Melouza 1960 et Kherrata 1949, respectivement. La pertinence des paramètres de la source calculée a nécessité la mise en œuvre d’une nouvelle méthode la Fonction de Green Empirique «EGF» pour s’affranchir des contraintes de la méthode spectrale à savoir les valeurs a-priori de l’atténuation géométrique où anélastique et les effets de site, nous avons effectué une application préliminaire sur la séquence de Mila 2020. L’inversion des mécanismes aux foyers révèle une rotation de l’axe de compression soulignant le rôle de bloc de la petite Kabylie, l’étude des variations des contraintes de Coulomb attestent des interactions entre les séismes et les futures zones susceptible de rompre.