Nos tutelles

CNRS

Rechercher




géosciences montpellier
université
de montpellier
campus triolet
cc060
place eugène bataillon
34095 montpellier cedex05
france

+33(0)4 67 14 36 02
Nom tutelle large
Nom tutelle large
OREME

Accueil > Contenu Newsletter > Focus

A la découverte de l’histoire cachée des Petites Antilles dans les profondeurs de la Mer des Caraïbes

L’exploration du domaine marin à l’ouest de l’arc des Petites Antilles a culminé dans les années 80 sous la houlette notamment de Philippe Bouysse (BRGM). Depuis cette époque, ce sont surtout les entreprises pétrolières qui ont exploré les marges nord et sud de la Caraïbe. Les équipes françaises ont alors décidé de concentrer leurs efforts sur le domaine dit avant-arc, situé entre les îles et la fosse de subduction plus à l’est et au nord, là où des séismes destructeurs peuvent survenir à tout instant. Ce n’est que depuis quelques années seulement que, stimulé par le projet ANR GAARAnti1 d’étude des migrations de faunes terrestres, des membres du laboratoire ont décidé de reprendre les prospections du domaine arrière-arc là où elles s’étaient arrêtées. L’objectif visait à relier les données anciennes sporadiques grâce à de grands transects géophysiques et des prélèvements ciblés, afin de lever le voile sur les interprétations souvent contradictoires proposées par les différentes équipes.


Il aura fallu ensuite plus de 3 années pour digérer les données acquises durant les 7 semaines de la campagne GARAnti2 et voir se dessiner une histoire singulière, certes encore incomplète mais à coup sûr plus convaincante que les scénarios antérieurs3. Première découverte majeure, la structure crustale, révélée par la sismique grand-angle4, souligne la présence d’un plateau océanique épais, se confondant parfois avec l’arc volcanique, couvrant l’essentiel de la zone jusqu’au flanc ouest de la Ride d’Aves. Ces informations, combinées avec la multitude de profils sismiques multitraces5 acquis durant la mission GARAnti, ont permis de faire une deuxième découverte toute aussi importante. Un bassin océanique dit "arrière-arc" s’est en effet ouvert à l’Eocène moyen (38-48 millions d’années) formant le substratum du secteur sud-est du Bassin de Grenade, l’ensemble étant aujourd’hui enfoui sous des kilomètres de sédiment. La troisième découverte répond en partie aux objectifs du projet ANR. Plusieurs monts sous-marins portés par la ride d’Aves, actuellement profonde d’un millier de mètres, auraient émergé à l’Oligocène. Il semble cependant peu probable qu’ils aient constitué le pont terrestre, pressenti par certains auteurs, permettant aux mammifères de migrer au travers de l’espace océanique caribéen. Les détails de l’histoire nous ont été dévoilés par Clément Garrocq lors de sa soutenance de thèse le 26 mars dernier. Cerise sur le gâteau, les fonds marins ont dévoilé la plus grande étendue au monde de structures polygonales semblables à des fentes de dessiccation sauf que ... nous sommes sous l’eau à des profondeurs de 1000 à 3500 mètres ! Par chance, l’un des meilleurs spécialistes de ces objets était à bord6 ! Le domaine avant-arc n’est pas en reste car une autre énigme a été levée en ce qui concerne l’existence de structures étranges semblables à une roue crantée avec des éperons et des vallées profondes en V ouvertes sur l’Atlantique entre la Guadeloupe et Anguilla. Milton Boucard, lui aussi en fin de thèse, vient tout juste d’en publier les résultats7.

L’intérêt des chercheurs de GM pour l’histoire tectonique et sédimentaire du domaine est-caribéen ne date pas d’hier. Plus d’une vingtaine de personnels GM est aujourd’hui associée à ces travaux. Après la thèse de Lyvane De Min soutenue en 2014 sur le Bassin de Marie-Galante, plusieurs étudiants de master ont apporté leur pierre à l’édifice caribéen, les derniers en date étant Adrien Damon à Montpellier et Martin Doligez à Pointe-à-Pitre ! Le volet marin accompagne un volet terrestre (ou plutôt insulaire) engagé depuis au moins une dizaine d’années avec les thèses en cours de Leny Montheil et Fabienne Zami après celles de Lucie Legendre en 2018 et JenLen Léticée en 2006. Le lien terre-mer est souvent indissociable des travaux dans cette région. Ceci est particulièrement vrai pour la région appelée par les anglo-saxons "Limestone Caribbees" située au nord de l’arc des Petites Antilles et constituée de vastes plateformes carbonatées ayant émergées à l’époque glaciaire Pléistocène. C’est ici le terrain d’étude privilégié du groupe de Pointe-à-Pitre avec plusieurs études publiées8, 9, 12 et 13. Enfin, le volet géodynamique, soutenu par des modèles numériques et nourri par les données acquises lors des différentes campagnes à terre et en mer, permet d’aborder la physique des processus dans un contexte de subduction lente courbe limitée par de grands décrochements. Les derniers travaux, dont un publié10 et un en cours de publication11, sont ceux de Nestor Cerpa, qui vient d’achever son post-doc au laboratoire.

[1] ANR GAARAnti (2018-2022, GAARlandia land-bridge vs Lesser Antilles dispersal pathways - coupling subduction dynamics and species evolution processes in the Caribbean domain, PI P. Münch)
[2] Campagne océanographique GARAnti (Lebrun J.F. and Lallemand S., 2017. GARANTI cruise, L’Atalante R/V. DOI : 10.17600/17001200)
[3] https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/les-petites-antilles-cachent-une-evolution-tectonique-bien-differente-entre-le-nord-et-le
[4] la sismique grand-angle consiste à imager les structures profondes grâce au déploiement de sismomètres fond de mer et de tirs à basse fréquence. Padron C., Klingelhoefer F., Marcaillou B., Lebrun J.-F., Lallemand S., Garrocq C., Laigle M., Roest W., Beslier M.-O., Schenini L., Graindorge D., Gay A., Audemard F., Münch P., and the GARANTI Cruise team (2021) - Deep structure of the Grenada Basin from wide-angle seismic, bathymetric and gravity data - Journal of Geophysical Research, 126, DOI : 10.1029/2020JB020472
[5] la sismique multitrace permet d’imager les premiers kilomètres des fonds océaniques à l’aide de récepteurs tirés derrière le navire au sein d’une flûte longue de 4,5 km. Ceux-ci enregistrent les ondes, émises par 16 canons trainés derrière le navire, réfléchies sur les interfaces du substratum. Garrocq C., Lallemand S., Marcaillou B., Lebrun J.-F., Padron C., Klingelhoefer F., Laigle M., Münch P., Gay A., Schenini L., Beslier M.-O., Mercier de Lépinay B., Quillévéré F., Boudhager-Fadel M ; and the Garanti cruise team (2021) - Genetic relations between the Aves Ridge and the Grenada back-arc basin, East Caribbean Sea - Journal of Geophysical Research, 126, DOI : 10.1029/2020JB020466
[6] Les failles polygonales affleurantes du bassin de Grenade : un marqueur de la subsidence différentielle dans le bassin d’arrière–arc des Caraïbes. Gay A., Padron C., Meyer S., Philippon M., Lallemand S., Lebrun J.-F., Beaufort D., Mercier de Lépinay B., Garrocq C., Münch P., Cornée J.-J., Beslier M.-O., Laigle M., Marcaillou B., and the GARANTI team. RST Lyon, 2020-21.
[7] Paleogene V-shaped basins and Neogene subsidence of the Northern Lesser Antilles Forearc. Boucard M, Marcaillou B, Lebrun JF, Laurencin M, Klingelhoefer F, Laigle M, Lallemand S, Schenini L, Graindorge D, Cornée JJ, Münch P, Philippon M, and the ANTITHESIS 1, 3 and GARANTI Scientific Teams (2021). Tectonics, DOI : 10.1029/2020TC006524
[8] Eocene intra-plate shortening responsible for the rise of a faunal pathway in the northeastern Caribbean realm. Philippon M, Cornée JJ, Münch P, van Hinsbergen DJJ, BouDagher-Fadel M, et al. (2020). PLOS ONE 15(10) : e0241000. DOI : 10.1371/journal.pone.0241000
[9] The northern Lesser Antilles : a forgotten milestone in the dispersal of South-American land fauna to the Greater Antilles during the Cenozoic revealed by onshore-offshore investigations. Cornée J.-J., Münch P., Philippon M., BouDagher M., Quillévéré F., Melinte-Dobrinescu M., Lebrun J.-F., Gay A., Meyer S., Montheil L., Lallemand S., Marcaillou B., Laurencin M., Legendre L., Garrocq C., Boucard M., Beslier M.-O., Laigle M., Schenini L., Fabre P.-H., Antoine P.-O., Marivaux L. and the GARANTI and ANTITHESIS Scientific parties. Earth-Science Reviews. DOI : 10.1016/j.earscirev.2021.103617
[10] Overriding Plate Velocity Control on Surface Topography in 2‐D Models of Subduction Zones. Cerpa, N. G., & Arcay, D. (2020). Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 21(4), e2019GC008900 DOI : 10.1029/2019GC008900.
[11] Caribbean plate boundaries control on the tectonic duality in the back-arc of the Lesser Antilles subduction zone during the Eocene. Cerpa, N. G., Hassani, R., Arcay, D., Lallemand, S., Garrocq, C., Philippon, M., ... & Lebrun, J. F. (2021). EarthArXiv, DOI : 10.31223/X5331R.
[12] Paleogene carbonate systems of Saint Barthélemy, Lesser Antilles : stratigraphy and depositional setting. Cornée J. J., Boudagher-Fadel M., Philippon M. Léticée J. L., Legendre L., Maincent G., Lebrun J.-F. and Münch P., 2020. Newsletter on Stratigraphy (IF 3.025). DOI : 10.1127/nos/2020/0587
[13] Paleomagnetic evidence from St. Barthélemy Island for post-Eocene rotation and deformation in the forearc of the curved Lesser Antilles subduction zone. Philippon M., Boschman L.M., Gossink L.A.W., Münch P., Cornée J.J., Boudagher-Fadel M., Léticée J.L., Lebrun J.F. and van Hinsbergen D.J.J., 2020. Tectonophysics (IF 2.8). DOI : 10.1016/j.tecto.2020.228323


Le bulletin du laboratoire Géosciences Montpellier n°24 - janvier/février/mars/avril/mai 2021