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Missions AntiTheSis : tectonique et sismologie dans les petites Antilles

Missions AntiTheSis : tectonique et sismologie dans les petites Antilles

La marge des petites Antilles constitue la seule zone côtière française à être directement soumise au risque des séismes de subduction. Au sein de cette marge, le segment des petites Antilles du Nord, comparativement aux segments voisins, présente une faible activité sismique et notamment aucun grand séisme de subduction historique connu. Cette spécificité amène les scientifiques à s’interroger sur le potentiel sismogène de ce segment : zone à potentiel maximal ou zone faiblement couplée ? Tectoniquement, il s’agit aussi d’un segment clé, à la transition entre la subduction frontale des petites Antilles et les grands systèmes décrochants des grandes Antilles. Le contexte tectonique est particulièrement complexe en raison de l’obliquité croissante de la convergence vers le nord, la subduction d’une plaque océanique particulièrement rugueuse (peu de sédiment de fosse, failles et rides en subduction) et un substratum hétérogène et très structuré de la marge . La question principale est ici de comprendre comment la morphologie complexe et le pendage varié de la plaque plongeante sous une fosse de subduction convexe affecte le couplage interplaque et l’éventuel partitionnement de la déformation de la marge ?

De cette double interrogation tectonique et sismologique est né le projet AntiTheSis (ANTIlles THErmicité SISmogenèse) qui a pour ambition d’étudier en trois dimensions la structure, la sismologie et les caractéristiques thermo-mécaniques de cette zone de subduction. Ce projet, démarré en 2013, implique principalement GéoAzur (Nice), Géosciences Montpellier, l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), l’Ifremer (Brest) et l’IPG Paris. C’est dans ce cadre que, du 7 au 23 mai dernier, s’est déroulée la mission d’acquisition de géophysique marine AntiTheSis-3 à bord du Navire Océanographique "Pourquoi Pas ?" au large des petites Antilles du Nord (Guadeloupe – îles Vierges). Désormais, le programme AntiTheSis compte trois campagnes océanographiques, co-dirigées par Boris Marcaillou (GéoAzur), Frauke Klingelhoefer (Ifremer), Boris Marcaillou (GéoAzur), Jean-Frédéric Lebrun (Géosciences Montpellier)*.

Ces campagnes ont permis l’acquisition de données d’environ 85 000km2 de couverture bathymétrique, de 3 800 km de sismique réflexion multitrace, de quatre profils de sismique réfraction sur OBS grâce aux sismomètres ’fond de mer’ de Brest, deux profils de flux de chaleur et la surveillance de l’activité sismique par le déploiement, pendant six mois, d’un réseau temporaire de quatorze sismomètres de fond de mer de GéoAzur. Plusieurs stagiaires de master et deux doctorants (une thèse en cours à l’UBO-UNSA et la seconde qui débutera à l’université des Antilles en septembre 2016) travaillent à l’interprétation et la valorisation de ces données.
Carte bathymétrique du projet AntiTheSis et routes des profils sismiques trois jours avant la fin de la mission AntiTheSis-3

L’ensemble des connaissances acquises sur l’avant-arc aidera au projet de campagne océanographique GARAnti et à la réalisation de l’ANR GAARAnti déposées cette année par Philippe Münch, Serge Lallemand et Jean-Frédéric Lebrun de Géosciences Montpellier. Ce dernier projet s’intéressera entre autre aux conditions géodynamiques et aux mouvements verticaux de la plaque supérieure durant l’acquisition de la forte courbure de la zone de subduction depuis le paléogène consécutive à la collision du banc de Bahamas au nord de la subduction antillaise.

Voir en vidéo sur youtube, le projet AntiTheSis présenté par Jean-Frédéric Lebrun.
Et en image sur facebook

* les campagnes AntiTheSis ont impliqué à terre et en mer : Serge Lallemand, Yves Mazabraud, Philippe Münch, Jean-Jacques Cornée, Diane Arcay, Jean-Lèn Léticée et Mélody Philippon.