Modeling mountain building and the seismic cycle in the Himalaya of - - PowerPoint PPT Presentation

Modeling mountain building and the seismic cycle in the Himalaya of Nepal

• R. Cattin and J. P

. Anouac

• 2016 ¡y 5/30

¡ M2 ¡

• 0. Outline

s]edRZSeZUZ ¡bTcc ¡u syAUZR ¡Rd ¡fc ¡=ebRcZR ¡Rd su

• y
• DbZU ¡b ¡AdbcZc]ZT
• y

yvy u

• 1. Introduction
• AUZRy=ebRcZRyZUdRdZ
• yTbecdRcTR ¡Z]SbZTRdZ
• TbecdR ¡dZT[Z
• y
• ZdbcZc]ZT
• db]RfbRU ¡fb ¡cZc]ZT ¡TiTc
• ¡g[gu
• :be% ¡21/4 ¡KTZ ¡RU ¡9bZdR% ¡+)))
• ¡Zb ¡d ¡R% ¡21-‐‑–4 ¡OR ¡d ¡R% ¡22,

• 1. Introduction
• t
• ZdbcZc]ZTvdb]tyu
• CRd]RUeF1o=
• cebWRT ¡bTcc

u

• GedZ
• ]dbi ¡b ¡UWb]RdZ

+

• ,

yccZdZfZdi ¡dcd

• 2. Constraints on Model

u 1. . shortening (Fig.1d)

• 3. (erosion) (Fig 1c)
• 4. Interseismic (Fig.1d)

2.1 Constraints on Geometry

ERZ ¡;dbR ¡Lbecd ¡E;L + ERZ ¡:eURbi ¡Lbecd ¡E:L , ERZ ¡>bdR ¡Lbecd ¡E>L

• E>Ltu
• E>L

Plate 1

MBT MFT MCT

2.1 Constraints on Geometry

• E>L
• Dccb ¡Z]RRiRvZb ¡

Z]RRiR AUZR ¡SRc]d

• ERZ ¡Z]RRiR ¡LbecdEL
• 0)k1) ¡[]u
• Figure 1e

Indian basement

2.2 Constraints on Deformation & Shortening

• ver Long-Term

Z]RRiRKbdZ ¡bRd ¡ ¡fb ¡.+) ¡Eib

• ¡67 ¡) ¡n ¡. ¡]](ib

~∽tu

• ¡67 ¡p-‐‑– ¡]](ib
• v6 ¡+) ¡p) ¡]](ib
• fRbZRdZ
• DccbZb6 ¡1 ¡p1 ¡]](ib
• +)y
• E>L6 ¡+. ¡p ¡+ ¡]](ib
• E>LKbdZu

¡67u w+) ¡]](ib

2.2 Constraints on Deformation & Shortening

• ver Long-Term

Figure 1d

2.3 Constraints on Erosion

• °°bcZ
• ¡ ¡ZTZcZ
• ¡

¡ ¡). ¡h ¡)/ ¡],(ib ¡k ¡). ¡p), ¡],(ib ¡+)))[] ¡+.) ¡n ¡/0. ¡],(ib ¡[] ¡

2.4 Interseismic deformation

• AdbcZc]ZT
• y>Z ¡R
• HKy>ZS

s ¡ ¡Zb ¡Z]RRiR s ¡ ¡6 ¡ HRUi ¡d ¡R% ¡22.4 ¡220

• ELbR]

¡ELbR]t sv

• FLmRd+)]](ibTb
• bR]mRdu

¡:ZR] ¡d ¡R% ¡2204 ¡BeR ¡d ¡R% ¡22

uplift

• 3. Modeling Approach & Assumptions

s ¡>Z ¡+ + ¡v

• , ¡y
• v ¡b ¡
• ¡6 ¡ZfZ
• ¡6 ¡aeRbd ¡b ¡UZRSRc
• ‐‑– ¡
• . ¡

• 3. Modeling Approach and Assumptions
• tRcdZT ¡UZcTRdZ
• db]u
• vcZ ¡bRdbZbZ
• ¡tv
• t9<=DA ¡PRccRZ ¡d ¡R% ¡220Q ¡t
• yy
• v

3.1 Geometry and Boundary Conditions

• F1o=
• EL–bZbZfiuu
• mRdbR]
• bR]

Fig 2 700km 40 km 75 km

MHT brittle

flat

shortening

← 20 mm/yr

3.2 Surface Processes

• UeURdZ

>eh [ ¡6 ¡+.) ¡n ¡/0. ¡]+(ib

E>LweZWd ¡ ¡TcdRd ¡fRdZ

• [3 ¡
• 3 ¡
• h3 ¡E>Ls

3.3 Rheology of the Continental Lithosphere

• y
• ¡6 ¡
• ¡6 ¡v
• 3 ¡<beT[bHbRb
• 3 ¡gb ¡Rg ¡Tb ¡
• fi

E: Young’s modulus ν: Poisson

3.3 Rheology of the Continental Lithosphere

vv

• aeRbd3 ¡Tb
• UZRSRc3 ¡
• ZfZ

3.4 Fault Behavior

• EL
• 3 ¡
• Ddb]
• fi

⬅ ¡TbZdZTR ¡;e]S ¡gUt

• s ¡mRdw ¡r ¡5 ¡),

s ¡bR]wr ¡5 ¡k)/s⬅ ¡

• AdbcZc]ZT

3.5 Thermal Structure

• =bcZ
• ,

R < ¡PJiU% ¡22,Q S +< ¡g( ¡+.rN(], ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Pbi ¡d ¡R% ¡220Q T +< ¡g( ¡.rN(], ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Wb ¡ccZdZfZdi ¡dcd ¡

• R%S
• ELy°
• +)) ¡[]

¡ ¡P ¡Fc ¡d ¡R% ¡22/Q

=2.5µW/m3 =2.5µW/m3 =1.5µW/m3

heat flow: 15mW/m2 surface: 0

4.1 Description of Experiments

Ddb]

• ELWb ¡cZZ
• fiZdbcZc]ZT

+ AdbcZc]ZT

• EL
• q ¡k ¡. ¡[]
• qd ¡6 ¡. ¡iRbc ¡Wb ¡Ddb]% ¡) ¡iRb ¡Wb ¡ZdbcZc]ZT

4.2 Discussion of Model 1 (Reference)

• wIeRbd% ¡

wGZfZ

• [ ¡6 ¡)-‐‑– ¡]+(ib
• w+. ¡rN(],
• mRdbR]
• . ¡h ¡). ¡iRbcu

¡ Plate 2b Fig 2

4.2 Hanging-Wall

• Ddb]

¡E>L ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡l ¡.S

• Fig 4a

Fig 5b

• AdbcZc]ZT
• HK+,]](ib

¡cbdZ ¡bRd+)]](ib x Fig 4b Fig 5

4.2 Discussion of Model 1 (Reference)

• ELu

¡bR]u

• IeRbdtDccb ¡Z]RRiR

¡u

• y>Z ¡.R

¡ ¡ ¡k-‐‑–-‐‑–) ¡]+(ib ¡ ¡+.)/0. ¡]+(ib Fig 5a

Plate 2

4.2 Discussion of Model 1 (Reference)

• AdbcZc]ZT ¡

¡ZdbcZc]ZT°y

t

• ZdbcZc]ZTtZccdRdZT

Fig 4b

4.2

• bR]fi
• >Z ¡/S
• >Z ¡/R

Fig 6b

ramp

4.2

• ydb]

ZdbcZc]ZTu

• Ddb]

¡bR] ¡bR]

• AdbcZc]ZT

¡cRb ¡

4.2

• ,.)ZdbcZc]ZTt
• mRdw), ¡EHR
• bR]w+ ¡EHR
• –t
• mRdw)+ ¡ ¡
• bR]w)/ ¡ ¡

¡t

Fig 7

4.2

ZdbcZc]ZTcZc]ZTZdi x

• °y
• °y

s ¡

• HRd ¡,R
• 1,°y
• Plate 3

4.3 Sensitivity Test

• ‐‑–,wyEU ¡+
• ‐‑–,+wEU ¡,
• ‐‑–,,wbR]EU ¡-‐‑–
• ‐‑–,-‐‑–w
• ‐‑–,.wEL

4.3.1 Rheology of the CrustModel 2

• <ZRSRcDdb]

¡6

¡± ¡°±

• cRbfitcRb

¡

1.0 +

• AdbcZc]ZT
• x

EU ¡ z Plate 2b Fig 8a Fig 8b

4.3.2 Temperature (Model 3)

• w. ¡rN(],s>Z ¡,T ¡
• ¡

¡EU ¡+tDccb ¡Z]RRiR Fig 3c Fig 8b Fig 8a

4.3.3 No-Ramp (Model 4)

• ELk1oUZ

¡Ddb]

• MZWdfit

Fig 8dInterseismic Fig 8cLong-term

4.3.4 Erosion

• [>Z ¡2
• ¡[ ¡6 ¡).+-‐‑– ¡h ¡)-‐‑– ¡]+(ib
• >Z ¡)
• +.)/0. ¡]+(ib ¡

¡[ ¡6 ¡)./ ¡h ¡)]+(ib ¡

Fig 9

Long-term Interseismic Fig 10

4.3.5 Friction along the MHT

• EL
• °y
• mRdw)+k), ¡
• bR]w)/
• Fig 11

0.2

• wedge

• 5. Conclusion and Implications
• ±tytu
• +) ¡]](ibcbdZtTcZc]ZT% ¡bcZc]ZT% ¡cdcZc]ZTu
• E1w+)) ¡[] ¡/ ¡]

¡db]y,))ZdbcZc]ZT>Z ¡+ Fig 12

• 5. Conclusion and Implications
• mRdbR]
• y
• DccbZ]RRiR
• Zb ¡Z]RRiRfiu
• Zb ¡Z]RRiRdb]

bR]

Fig 4b

• 5. Conclusion and Implications
• mRdx
• Re
• cRb ¡cdbccfit
• ZdbcZc]ZTEL

s ¡Zb ¡Z]RRiR s ¡

• PERb% ¡210Qt

6EHR

• ±t

cWdyu ¡IeRbdv

5 Conclusion and Implications

• u
• bR]eZWdt

fifl ¡

• AdbcZc]ZTu
• ZccdRdZTt
• ¡ZdbcZc]ZTeZWdt

su Interseismic