Caractérisation sismique à source active des lacs subglaciaires : modélisation numérique, validation sur le terrain et implications pour l'exploration antarctique

Résumé. Les lacs subglaciaires offrent des opportunités uniques pour étudier la dynamique des calottes glaciaires, la vie microbienne et l'évolution climatique. Motivée par la prochaine campagne sismique du lac subglaciaire Qilin, cette étude construit un modèle représentatif de lac subglaciaire et l'étend à six scénarios géologiques afin d'examiner leurs effets sur les caractéristiques du champ d'ondes sismiques, révélant la présence marquée d'ondes guidées et de multiples réflexions. Les données simulées sont ensuite analysées pour identifier les principaux défis d'imagerie – notamment ceux liés aux multiples forts, aux couches de firn à faible vitesse et aux fantômes côté source – et pour évaluer des stratégies de traitement, telles que l'inondation saline, qui améliorent la précision de l'imagerie et suppriment le bruit. Les systèmes d'acquisition sismique couramment utilisés dans les régions polaires sont également passés en revue pour résumer leurs caractéristiques et implications pour la conception des campagnes. Enfin, quatre profils sismiques du lac subglaciaire Lago CECs sont traités, montrant une forte concordance avec les résultats de simulation en ce qui concerne les principales caractéristiques sismiques, validant ainsi l'approche théorique proposée. Collectivement, ces travaux fournissent un cadre robuste et largement applicable pour comprendre la propagation des ondes sismiques dans les environnements de lacs subglaciaires, offrant à la fois des connaissances théoriques et des orientations méthodologiques pour les investigations futures en Antarctique.