Imagerie sismique de la zone de transition du manteau sous l’arc Alpin / Seismic imaging of the mantle transition zone beneath the greater Alpine area

The mantle dynamics beneath the greater Alpine area is rather poorly understood, due to the involvement of several tectonic plates and the complex and 3-D geometry of the Alpine arc at depth. To further understand the alpine geodynamics, we need further constraints on the temperature and composition in the upper mantle, insight which can be gained through the imaging of the upper and lower discontinuities of the mantle transition zone ( 410-660km). In this project, the student will adapt the technique of seismic receiver functions, most often used for imaging of crustal structure, to measure depth and characteristics of the discontinuities. The seismological data are freely available through the European Integrated Data Archive, which distributes data from permanent seismic networks as well as from temporary seismic experiments, in particular the ambitious AlpArray recent temporary deployment. The aim is to prepare 3D maps of the two discontinuities, ranging across the whole alpine range, for further joint interpretation with noise based seismic imaging studies.

– 

La dynamique du manteau sous les Alpes et leurs avant-pays reste mal comprise, en raison de l’implication de plusieurs plaques tectoniques et de la géométrie complexe et tridimensionnelle de l’arc alpin en surface comme en profondeur. Pour mieux comprendre la dynamique de la chaîne de montagne, il est nécessaire de mieux contraindre la température et la composition du manteau supérieur. Un moyen est d’obtenir des images des discontinuités supérieure (410 km) et inférieure (660 km) de la zone de transition du manteau. Dans ce projet, l’étudiant adaptera la technique des fonctions récepteur, qui est utilisée plutôt pour l’imagerie de la croûte, afin de mesurer la profondeur et les caractéristiques des discontinuités du manteau. Les données des réseaux sismologiques permanents et temporaires déployés dans les Alpes et au voisinage seront récupérées auprès de l’archive européenne EIDA (European Integrated Data Archive), notamment celles du grand réseau temporaire AlpArray (2015-2020). L’objectif est de préparer des cartes 3D des deux discontinuités, couvrant l’ensemble de la chaîne alpine, pour une interprétation conjointe ultérieure avec des études d’imagerie sismique basées sur le bruit ambiant.