Caractérisation de l’anisotropie sismique au sein d’un glacier côtier antarctique

Contexte

Caractérisation de la déformation pénétrative de la glace à l’échelle hecto à kilométrique.

Objectif

Lors de la déformation plastique de la glace (fluage), les cristaux développent des orientations préférentielles et l’agrégat de glace développe alors une anisotropie sismique liée à l’anisotropie intrinsèque de chaque cristal de glace et à leurs orientations non aléatoires. Mesurer cette anisotropie est donc un moyen pour quantifier la déformation à plus grande échelle, ce que nous souhaitons explorer par la sismologie.

Nous proposons dans ce stage de Master de quantifier la déformation interne d’un glacier par la mesure de l’anisotropie sismique. Nous proposons de mesurer le déphasage des ondes de cisaillement en utilisant comme source d’ondes S les nombreux événements de glissement basal (stick-slip events) qui ont lieu à l’interface glace-roche sous le glacier de l’Astrolabe et qui sont enregistrés par des stations sismiques en surface.

Les données sismiques à explorer et à analyser proviennent de 3 réseaux de nodes sismiques déployés ces dernières années sur le glacier de l’Astrolabe en Terre Adélie (Antarctique de l’Est), dans le cadre du projet SEIS-ADELICE (PI G. Barruol) : un premier réseau de 50 nodes, déployé en janvier-février 2023 sur la ligne d’échouage du glacier de l’Astrolabe ; un second réseau de 37 nodes associé à deux fibres optiques interrogées par DAS (Distributed Acoustic Sensing), déployé en janvier 2024 et un troisième réseau de 44 nodes sismiques déployés en janvier 2025 sur la shear-zone latérale ouest du glacier (voir carte de localisation).

Le travail consistera dans un premier temps à détecter, cataloguer, localiser ces événements de stick-slips (travail déjà entamé par un stage de M1 et le travail de thèse de T. Le Bris), puis à mesurer les déphasages des ondes de cisaillement qui remontent à la surface et qui sont enregistrés par les nodes sismiques. La mesure de shear-wave splitting sera menée à bien via SplitLab ou autre software adapté). Ces mesures effectuées sur un grand nombre de sources et sur chaque node sismique d’un réseau permettront de localiser et de caractériser la distribution latérale et verticale de l’anisotropie sous le réseau sismique et donc de la déformation du glacier. Les résultats pourront alors être comparés aux types de fabriques de glace que l’on connaît dans la nature ou par la déformation expérimentale en laboratoire.

Références utiles

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