= Contribution to the late tectonic evolution of the Eastern Indian Ocean

• Auteur / Autrice : Jensen Jacob
• Direction : Jérôme Dyment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique marine
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique des plaques

Indien, Océan

Mots clés libres

Magnétisme marin

Cinématique des plaques

Bassin de wharton

Bassin australien-antarctique

Fosse de la sunda

Résumé

20 jeune à 26 vieux, et par reconstructions à trois plaques impliquant l'Australie, l'Antarctique et l'Inde pour les chrons plus âgés 34 à 27 jeune, pour lesquels n'existent aucune anomalie conjuguée dans le bassin. Les âges et structure résultants pour la partie manquante du bassin sont drapés sur le toit de la lithosphère subduite telle que déterminé par la tomographie sismique, afin d'étudier les processus de la subduction et leurs conséquences. L'âge et le taux d'expansion influencent des paramètres physiques tels que l'épaisseur, la densité, et la rhéologie de la lithosphère en subduction, qui en retour entraînent une ''subductabilité'' variable de la lithosphère, des variations de profondeur de la fosse et sa déviation d'un arc de cercle régulier. La présence de zones de fracture à grand décalage et d'axe de dorsale subduits joue un rôle géodynamique important en ouvrant des fenêtres asthénosphériques dans le panneau plongeant profond, alors que des structures en subduction telles que plateaux ou monts sousmarins affectent les processus superficiels à la fosse et dans la zone sismogène. Pour étendre les résultats obtenus par nos reconstructions à trois plaques sur l'histoire, controversée, de l'expansion océanique entre l'Australie et l'Antarctique au Crétacé Supérieur, nous étudions l'ouverture initiale et l'expansion océanique de cette frontière de plaque en utilisant la méthode d'ajustement des contours de Bullard. Cette méthode est appropriée pour des isochrones sinueuses et en absence de zones de fracture claires. Deux paires de structures symétriques sont observées sur la carte des anomalies gravimétriques à l'air libre dérivées de l'altimétrie satellitaire à l'aplomb des marges conjuguées, la plus forte interprétée comme la limite continent-océan. Ces structures sont considérées comme isochrones et datée approximativement de 128 et 94 Ma. Une reconstruction satisfaisante à 128 Ma est atteinte en trois sections distinctes, la section occidentale correspondant au mouvement Australie- Antarctique Est, la section centrale au mouvement du bloc de Polda (un micro-continent transitoire) et de l'Antarctique Est, et la section orientale au mouvement Tasmanie-Antarctique Ouest. Les marges orientales de l'Australie et de la Tasmanie sont alignées. Les marges conjuguées de l'Australie, la Tasmanie et l'Antarctique Ouest reconstruits d'une part, de la ride de Lord Howe et du plateau de Campbell Plateau reconstruits (Zelandia) d'autre part, s'ajustent à un petit cercle et suggèrent un mouvement transformant. Si l'on aligne le fossé de Bellona au détroit de Bass en le considérant comme l'extension orientale de la Zone de Fracture Sud Australienne, on obtient un mouvement transformant total de 600 km avant l'ouverture de la mer de Tasman et de la dorsale Pacifique-Antarctique à ~83 Ma. Le déplacement sud-est de l'Antarctique Est induit la compression and l'épaississement crustal de l'Antarctique Ouest, créant les montagnes Trans- Antarctiques à la bordure de différentes provinces - craton et anciens orogènes - et rhéologies. L'ouverture initiale de l'Australie et l'Antarctique est probablement liée à l'apparition du point chaud de Kerguelen à ~120 Ma.

The frequent earthquakes in Indonesia are associated with the active subduction of the northern Wharton basin under Sunda trench. To better understand the subduction mechanism the age and structure of the subducting lithosphere have been analyzed by conducting a detailed marine magnetic interpretation of the Wharton basin. Validation of the identified magnetic isochrons is achieved by two-plate kinematic reconstructions for chron 20 young to 26 old, and by three-plate reconstructions involving Australia, Antarctica and India for the older chrons 34 young to 27 young, for which no conjugate anomalies exist in the basin. The resulting age and structure obtained for the missing part of the basin are draped on the top of the subducted lithosphere determined by seismic tomography to investigate the subduction processes and their consequences. The age and spreading rate influence physical parameters like the thickness, buoyancy, and rheology of the subducting lithosphere, which in turn result in variable ''subductability'' of the lithosphere, varying depth of the trench and its deviation from a regular arc. The subducted long-offset fracture zones and spreading axis play an important geodynamic role in opening asthenospheric windows through the deep slab, whereas subducting features like plateaus and seamounts affects shallower processes at the trench and in the seismogenic zone. To extend the results obtained by our three-plate reconstructions on the controversial Late Cretaceous spreading history of Australia and Antarctica, we investigate the early opening and spreading history of this plate boundary using the Bullard Contour Fit method. The method is appropriate for sinuous isochrons and in absence of clear fracture zones. Two pairs of symmetrical features are observed in the satellite-derived free-air gravity anomaly map over the conjugate margins, the strongest one interpreted as the continent-ocean boundary. They are considered as isochrons and tentatively dated 128 and 94 Ma. A proper reconstruction at 128 Ma is attained in three separate sections, with the western section corresponding to the motion between Australia-East Antarctica, the central one to the motion between the Polda Block (a transient micro-continent) and East Antarctica, and the eastern one to Tasmania and West Antarctica. The eastern margins of Australia and Tasmania are aligned. The conjugate margins of reconstructed Australia, Tasmania and West Antarctica on one hand, Lord Howe Rise and the Campbell Plateau (Zelandia) on the other hand, fit a small circle and suggest a transform motion. Aligning the Bellona Trough with the Bass Strait as an extension of the Southern Australia Fracture Zone predicts a total 600 km of transform motion, before the Tasman Sea and Pacific- Antarctic Ridge opened at ~83 Ma. The southeastward translation of East Antarctica resulted in compression and crustal thickening in West Antarctica, creating the Trans-Antarctic Mountains at the edges of different provinces - craton and orogenic terranes - and rheology. The initial opening of Australia-Antarctica is likely related to the Kerguelen hotspot inception at ~120 Ma.