Le fond de la Méditerranée chahuté par la tectonique au sud de l’Italie

Mardi, 31 janvier 2017

Les chercheurs d’une équipe internationale, issus notamment de plusieurs laboratoires français(1), ont utilisé les données d’une demi-douzaine de campagnes océanographiques françaises, allemandes et espagnoles pour compléter, à une résolution latérale de 60 m, la cartographie bathymétrique de la mer Ionienne où se heurtent les plaques tectoniques africaine et eurasiatique. Cette nouvelle cartographie, qui présente une vision à une résolution inédite des processus tectoniques et des processus d’érosion et de sédimentation qui ont façonné les pentes continentales du sud de l’Italie et les grands fonds de la Méditerranée, révèle des réseaux de failles actives qui découpent le fond de la mer.

Compilation bathymétrique de la mer Ionienne réalisée à l’aide des données des campagnes océanographiques 2011 - 2015 et des données bathymétriques existantes. Le relief à terre provient des données NASA SRTM. Si la majorité des zones de subduction se caractérise par une activité sismique importante avec de puissants séismes chevauchants, expression de la convergence et de la compression entre les plaques, ce genre de séisme n’a pas été observé au sud de l’Italie depuis que des stations sismiques y ont été installées (vers la fin du XIXe siècle).
La question se pose donc de savoir si la subduction sous la Calabre est encore active. Certains pensent que cela pourrait être le cas, mais avec une grande période entre les séismes chevauchants (comme dans les zones des Cascades au nord-ouest des États-Unis ou de Nankai au sud-ouest du Japon).

Afin de mieux comprendre la structure et l’évolution du prisme d’accrétion(2) lié à la subduction(3) sous la Calabre, une équipe internationale de chercheurs vient de compléter la cartographie bathymétrique de la partie de la Méditerranée centrale située en mer Ionienne au sud de l’Italie, où se heurtent les plaques tectoniques africaine et eurasiatique, à l’aide des données d’une demi-douzaine de campagnes océanographiques françaises, allemandes et espagnoles effectuées au cours des six derniers années.

Cette nouvelle cartographie bathymétrique, dont la résolution latérale est de 60 m, montre des plis compressifs et des failles chevauchantes dans la partie externe du prisme d’accrétion qui témoignent d’une compression tectonique active, liée à la subduction.

Profil sismique réflexion à haute résolution de la partie frontale du prisme d’accrétion calabrais.

Selon les données de GPS à terre, il y a une convergence lente (3-5 mm/an) entre la Calabre et les régions adjacentes situées plus au sud, liée en grande partie au recul de la subduction vers le sud-est. En bordure ouest du prisme d’accrétion, la cartographie met en évidence un système de failles décrochantes dextres, présentant des indices de déformation récente. Une des découvertes les plus étonnantes est la présence d’un réseau de "slip-lines" (mini-failles transpressives à faible rejet) qui découpent la partie extérieure du prisme (composé principalement d’évaporites messiniennes). La faille décrochante majeure au large de la marge est-sicilienne est liée à la bordure du panneau plongeant (slab) de la subduction ce qui facilite le fonctionnement de la subduction. Ces failles sont potentiellement à l’origine des séismes historiques importants qui ont frappé l’est de la Sicile au cours des derniers mille ans.

  • Modèle cinématique simplifié montrant comment les avancées vers le sud-est du bloc calabrais et du bloc péloritain (en mauve) produisent du raccourcissement et de la déformation dans le prisme d’accrétion calabrais, ainsi que du décrochement dextre sur sa limite ouest (marge est-sicilienne).
  • Zoom sur la morpho-bathymétrie de la partie sud du prisme d’accrétion calabrais, affectée par une série de mini-failles ("slip-lines") décrochantes indiquant l’effet d’un poinçon (bloc rigide) qui se déplace vers le sud-est.

La cartographie bathymétrique
La cartographie bathymétrique par sondeur acoustique multifaisceaux est un des outils les plus puissants des géophysiciens marins pour explorer la partie immergée de notre planète et comprendre la formation du plancher océanique et sa déformation récente suite à l’activité tectonique. La morphologie des fonds océaniques conserve en effet, durant de longues périodes de temps puisqu’il y a très peu d’érosion (à la différence de la surface émergée de la Terre), les traces des processus qui s’y sont produits. En outre, la combinaison de ces données à des profils sismiques multitraces permet d’obtenir une vision 3-D du substratum de la mer.

Note(s): 
  1. Laboratoire géosciences océan (LGO/IUEM, CNRS / UBO / UBS), Laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques (EPOC/OASU, CNRS / Université de Bordeaux), laboratoire Géosciences Marines – EDROME (Ifremer), laboratoire Géosciences Montpellier (GEOSCIENCES MONTP./OREME, CNRS / Université Montpellier / Université Antilles) et laboratoire GeoAzur (Géoazur/OCA, CNRS / Université Bice Sophia Antipolis / OCA / UPMC / IRD).
  2. Un prisme d’accrétion est un empilement tectonique de sédiments.
  3. La subduction est l’enfoncement d’une plaque océanique sous une autre plaque.
Source(s): 

Active tectonics of the Calabrian subduction revealed by new multi-beam bathymetric data and high-resolution seismic profiles in the Ionian Sea (Central Mediterranean), Marc-André Gutscher et al., Earth and Planetary Science Letters

Contact(s):
  • Marc-André Gutscher, LGO/IUEM
    gutscher [at] univ-brest [dot] fr, 02 98 49 87 27

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