Thèse la Sismicité et la Tectonique Active Ont-Elles Influencé les Migrations des Hominidés en Asie Centrale Depuis la Fin du Pléistocène le Cas du Nord du Tien Shan H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : STEP - Sciences de la Terre de l'Environnement et des Planètes Laboratoire de recherche : Institut des Sciences de la Terre Direction de la thèse : Pascale HUYGHE ORCID 000000034463506X Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 La tectonique active influence durablement les paysages et constitue un facteur majeur de la mobilité, de l'implantation et de la dispersion des populations humaines. En modifiant les réseaux hydrologiques, les reliefs et les possibilités d'abri, l'activité sismique agit directement sur les conditions de peuplement à des échelles de temps compatibles avec l'évolution des écosystèmes et des sociétés humaines. La proximité de ressources en eau, essentielle aux sites d'occupation, est particulièrement sensible aux déformations tectoniques, tandis que les séismes majeurs (Mw 6 à 8) peuvent entraîner la destruction de sites et provoquer des déplacements de populations. Dans les contextes orogéniques, les interactions entre tectonique et climat renforcent ces effets, le relief contrôlant à la fois les régimes de précipitations et la diversité des écosystèmes.

Ce projet doctoral vise à étudier les interactions entre tectonique active (sismicité, dynamique des paysages) et mobilité des hominidés en Asie centrale, en se concentrant sur le nord de la chaîne du Tian Shan. Cette région présente un double intérêt scientifique : une activité sismotectonique élevée, bien documentée par les réseaux sismologiques kazakh et kirghiz, et une forte densité de sites archéologiques étudiés par des équipes locales et internationales.

Du point de vue géodynamique, le Tien Shan est une chaîne intracontinentale réactivée depuis le Cénozoïque en réponse à la collision entre les plaques indienne et eurasienne. La déformation actuelle demeure très active, avec environ 20 mm/an de raccourcissement horizontal accommodé par des systèmes de failles inverses et décrochantes majeures, générant régulièrement des séismes destructeurs (Mw 6 à 8). Le front nord du Tien Shan constitue ainsi l'une des zones les plus actives du système d collision Inde-Asie.

Par ailleurs, l'Asie centrale occupe une position clé dans les routes de migration des hominidés depuis le Pléistocène supérieur. Plusieurs sites archéologiques montrent des phases d'abandon liées à l'assèchement de sources, souvent en lien avec des failles actives responsables de séismes historiques. En considérant que l'activité tectonique actuelle est représentative de celle du Pléistocène, ce projet ambitionne de tester l'hypothèse selon laquelle la tectonique active a joué un rôle structurant dans l'implantation, la mobilité et la dispersion des hominidés en Asie centrale. Cette problématique constitue le coeur du travail doctoral proposé. By shaping the landscapes, active tectonics, and notably seismicity, have shaped the patterns of human mobility, settlement, and dispersion, as shown in the East African rift (King & Baley, 2006) and further around the entire Africa (Baley et al., 2011). From a conceptual viewpoint, tectonism interacts with hominid dynamics at first order through their impact on hydrogeological fluxes and shelters opportunities. Dynamic landscapes, under the influence of active faulting (earthquakes), would locally maintain or displace hydrological patterns, within timescales that match the timescales of ecosystems' evolution, hence the hominid dynamics. The proximity of water sources, rivers, and lakes, is necessary for favorable settlement sites, and their sensitivity to earthquake activity, in particular in the Tian Shan belt (e.g. Poisson & Avouac, 2004; Guerit et al., 2016), connects hominids' development to tectonics. Beyond that point, in an orogenic context, interaction between climate and tectonics would also modulate the human activity, relief acting as moisture and rain barrier. Last but not least, mountain building, as far as the relief remains moderated, provide a variety of (uplifting) landscapes that would favor food resources diversity (flora and fauna) through the development of altitude ecosystems, and may provide shelter (cliffs, caves). Human occupation sites may be destroyed or damaged by earthquakes, specifically of high Mw (6 to 8). Such large events may thus be responsible for migration of human groups.
This PhD proposal aims to investigate the formal interactions between tectonics (earthquakes, landscape dynamics) and hominid mobility in the frame of Central Asia (e.g. Beeton et al., 2014; Rybin et al., 2015; Namen et al., 2022; Radu et al., 2024). We propose to focus on the North Tian Shan mountains, as this region presents both a high seismotectonic activity (historical and instrumental), recorded by the Kazakh and Kyrgyz seismological networks (e.g. Kalmetieva et al., 2009; Kruger et al., 2028) and a dense corpus of archeological sites studied by archeologist and anthropologist colleagues at the ZooStan institute (Almaty, Kazakhstan) and at the French institute for Central Asia (Bishkek, Kyrgyzstan).

From a geodynamic viewpoint, the Tian Shan is an intracontinental mountain range in Central Asia located to the north of the Tibetan Plateau. It has been strongly reactivated since the Cenozoic due to the collision between the Indian and Eurasian plates (e.g. Molnar and Tapponnier, 1975). Fold and thrust belts along the northern and southern flanks of the Tian Shan have accommodated the propagation of deformation and the widening of the mountain belt (e.g. Avouac et al., 1993; Qiu et al., 2019). The present-day deformation of the belt is still very active, with about 20 mm/yr of horizontal shortening accommodated across the whole Tian Shan belt as seen by GNSS studies (Yang et al., 2008; Zubovich et al., 2010). Most of this shortening is accommodated along reverse E-W and oblique NW-SE right-lateral strike-slip faults such as the TalasFergana Fault (Rizza et al., 2019). The overall fault system in the Tian Shan vicinity regularly produces major earthquakes (Mw in the range of 6 to 8), with generalized damages to the cities like Almaty or Bishkek. Specific magnetograms allowed to recover the parameters of the 1887 (Verny, Mw 7.7) and 1889 (Chilik, Mw 7.9) (Krüger et al., 2018), located in the North Tian Shan, in the vicinity of the larger 1911 Kemin earthquake (Mw 8.0) (e.g. Nurmagambetov et al., 1999; Kalmetieva et al., 2009). In summary, the study area, to the northern front of the Tian Shan belt is one of the most seismically active regions in the larger Asia-India collisional system.

On this other hand, Central Asia is positioned at the cross-roads between several important zones of hominin settlements and migrations from the Late Pleistocene onward (Finestone et al., 2025). Several sites have been described as abandoned following drying up of local springs (e.g. Obi-Rakhmat Grotto archeological site, NW Tien Shan, Baumann et al., 2025). These sites are often located in the vicinity of active faults responsible for historical earthquakes with Mw>6.5 (see Kalmetieva et al., 2009 and Rizza et al, 2019). We can reasonably assume that the recorded tectonic activity is representative of what during the Pleistocene, shaping the overall landscapes of the region. This tectonic activity could have a strong impact on the hominid implantation, and may have triggered their mobility and/or dispersion. This is the core of the project, and the main question we aim to investigate.
Il s'agit de déterminer si certaines migrations et certains abandons de sites d'occupation des hominidés depuis le Pléistocène supérieur pourraient être liés à la sismicité et la tectonique active dans le nord du massif du Tien Shan We propose to focus on sites carefully selected in collaboration with Zoostan (Almaty), in the ages range of 80 to 3 kyr. The idea is to analyze the overall neotectonic features in the vicinity of the targeted sites with classical methodologies such as paleoseismology (detailed sedimentology and dating), quantitative morphotectonics, surface dating, near-surface geophysics (georadar, electric methods, etc.) to characterize the active faults and the related seismicity (size, energy, timing). We will combine this field approach with seismotectonics (relocation of earthquakes, focal mechanisms investigations, stress inversion) and eventually geodetic approaches (GNSS and InSAR).
The tectonic part will be led in parallel with the archeological approach, with sites and caves investigations oriented toward the detection of potential effect of seismicity (sedimentology of the infills, speleothem analysis, dating, archaeometry, etc.). A key-point is to determine if the settlements then abandonments of the caves or rock shelter was sudden or progressive, and potentially related to earthquakes.
If the opportunity arises, we also plan to deploy a temporary seismic nodes network (6 months to 1 year, SISMOB nodes) along one of the most active fault systems we could determine, to better characterize its current activity. That point could represent a sub-project, at the margin of the core topic, but eventually bringing connections with seismologist community in Almaty and Bishkek.

Nous recherchons un candidat très motivé ayant une formation en sciences de la Terre, avec de solides compétences en tectonique. Alternativement, le candidat pourrait avoir une solide formation en archéologie des hominidés, avec des compétences complémentaires en géophysique et en géologie. Le candidat devra être à l'aise avec le travail en équipe, quel que soit le domaine des collègues (sismologie, archéologie, tectonique, etc.), dans le cadre général des laboratoires ISTerre et Zoostan. Il/elle devra montrer un fort intérêt pour la coopération internationale, notamment en Asie centrale. Il/elle doit posséder un haut niveau d'autonomie et une grande capacité de mobilité dans différents environnements, y compris lors de missions de terrain en conditions difficiles. Des compétences en programmation Python ou Matlab sont nécessaires pour la gestion des données. Un bon niveau d'anglais (oral et écrit) est requis.