Paléosismologie et potentiel sismogène de la zone de subduction des Petites Antilles à partir de l'enregistrement sédimentaire

Paleoseismology and seismogenic potential of the Lesser Antilles Subduction Zone from sediment records

• Auteur / Autrice : Pierre Morena
• Direction : Frauke Klingelhoefer, Antonio Cattaneo, Gueorgui Ratzov
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 29/09/2020
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Aléas géologiques et Dynamique sédimentaire - Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Déverchère
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frauke Klingelhoefer, Antonio Cattaneo, Gueorgui Ratzov, Jacques Déverchère, Aurélia Hubert-Ferrari, Jean-Noël Proust, Serge Lallemand, Christian Beck
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélia Hubert-Ferrari, Jean-Noël Proust

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments marins

Petites Antilles

Paléosismologie

Mots clés libres

Séismes

Zone de subduction des Petites Antilles

Paléosismologie marine

Carottes sédimentaires

Turbidites

Earthquakes

Lesser Antilles subduction zone

Marine paleosismology

Sediment cores

Turbidites

Résumé

Le segment Sombrero-Barbuda (zone Nord de la subduction des Petites Antilles) présente un gap dans la sismicité récente. Afin de mieux contraindre l’aléa sismique mal défini par la sismicité instrumentale ou historique, une étude de paléosismologie marine basée sur les dépôts marins co-sismiques est initiée à partir de données géophysiques (bathymétrie, réflectivité, sismique HR et THR) et de neuf carottes sédimentaires collectées pendant les campagnes ANTITHESIS et CASEIS. L’établissement d’une carte morphosédimentaire montre que les carottes sont alimentées par plusieurs sources situées principalement au niveau des plateformes carbonatées (systèmes ravines-canyons) et des pentes insulaires (canyons confinés). L’étude multi-proxy des dépôts sédimentaires définit de nombreux faciès sédimentaires gravitaires parfois réunis en séquences de dépôts et/ou megabeds très épais (ex : turbidites amalgamées, complexes HmTu). Le modèle chronostratigraphique identifie 81 évènements répartis dans une à sept carottes pistons. Ces évènements résulteraient de nombreuses déstabilisations gravitaires simultanées de plusieurs sources sédimentaires indépendantes, ce qui mettrait en évidence un déclenchement sismique. Les sept évènements sismiques les mieux définis (notamment par la corrélation de megabeds dans plusieurs carottes) auraient des magnitudes importantes (autour de Mw~8-9). Deux récurrences alternées sont identifiées pour ces évènements, de 9420 +/- 600 ans et 13630 +/- 1300 ans. Certains évènements semblent également se corréler à ceux du segment Antigua-Guadeloupe et mettraient en évidence des méga–évènements ayant une récurrence alternée de ~12 000 ans et ~23 600 ans.

The Sombrero-Barbuda segment (Northern Lesser Antilles Subduction Zone) presents a gap in recent seismicity. In order to better estimate the seismic hazard, not well constrained by instrumental or historic seismicity, a marine paleoseismology study based on co-seismic marine deposits has been initiated based on geophysical data (bathymetry, backscatter, HR and VHR seismic) and nine sediment cores collected during ANTITHESIS and CASEIS cruises. The resulting morpho-sedimentary map shows that sediment cores are supplied by numerous sources principally located on the carbonate platforms (gullies-canyons systems) and on insular slopes (confined canyons). The multi-proxy study of sediment deposits defines numerous sediment gravity flow facies often grouped into thick deposit sequences and/or megabeds (ex: amalgamated turbidites, HmTu complexes).The chronostratigraphic model defines 81 events identified in between one up to seven piston cores. These events result from numerous and simultaneous slope destabilizations of different independent sources indicating an origin from seismic triggering. The seven best constrained events (especially by the correlation of megabeds in numerous sediment cores) could have had magnitudes as high as 8 or 9. Two alternate recurrence rates are identified from these events: 9420 +/- 600 years and 13630 +/- 1300 years. Some events also correlate with events from the Antigua- Guadeloupe segment and highlight mega-events with an alternate recurrence of ~12 000 years and ~23 600 years.