La frontière de plaque Arabie-Inde dévoilée

[21-01-2011]

Certaines frontières de plaque cachées au fond des océans sont mal connue. Grace à la campagne Owen menée en 2009 par une équipe de chercheurs de l'Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS-INSU, UPMC), du Laboratoire de géologie de l'ENS (CNRS-INSU, ENS) et de GéoAzur (CNRS-INSU, IRD), la frontière délimitant les plaques Arabie et Inde vient d'être révélée. La reconnaissance de cette frontière sous-marine a été effectuée à l'aide d'un sondeur bathymétrique de haute résolution à bord du navire de recherche Beautemps-Beaupré, opéré par le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM). Les données bathymétriques révèlent un système de failles jusqu'ici inconnu courant sur plus de 800 km dans le nord-ouest de l'océan Indien. Cette étude est publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letter.

Depuis l'avènement de la Tectonique des Plaques à la fin des années 60, les frontières des plaques tectoniques ont été examinées à la fois sur les continents et dans les océans à la recherche de failles actives où l'énergie destructrice des séismes est dissipée. Pourtant, quelques frontières moins actives ou considérées comme moins dangereuses pour l'humanité, ont échappé à l'attention générale et sont restées pour une large part méconnues, comme la frontière entre deux plaques majeures : l'Arabie et l'Inde.

La frontière de plaque Arabie-Inde dévoilée

[21-01-2011]

Certaines frontières de plaque cachées au fond des océans sont mal connue. Grace à la campagne Owen menée en 2009 par une équipe de chercheurs de l'Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS-INSU, UPMC), du Laboratoire de géologie de l'ENS (CNRS-INSU, ENS) et de GéoAzur (CNRS-INSU, IRD), la frontière délimitant les plaques Arabie et Inde vient d'être révélée. La reconnaissance de cette frontière sous-marine a été effectuée à l'aide d'un sondeur bathymétrique de haute résolution à bord du navire de recherche Beautemps-Beaupré, opéré par le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM). Les données bathymétriques révèlent un système de failles jusqu'ici inconnu courant sur plus de 800 km dans le nord-ouest de l'océan Indien. Cette étude est publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letter.

Depuis l'avènement de la Tectonique des Plaques à la fin des années 60, les frontières des plaques tectoniques ont été examinées à la fois sur les continents et dans les océans à la recherche de failles actives où l'énergie destructrice des séismes est dissipée. Pourtant, quelques frontières moins actives ou considérées comme moins dangereuses pour l'humanité, ont échappé à l'attention générale et sont restées pour une large part méconnues, comme la frontière entre deux plaques majeures : l'Arabie et l'Inde.

La frontière de plaque Arabie-Inde est située dans le nord-ouest de l'océan Indien au niveau de la...Vue en perspective du bassin 20°N, regard vers le sud-ouest. Le bassin en pull-apart est situé au...Vue en perspective de la terminaison nord de la zone de fracture d'Owen au pied du mont Qalhat,...Vue en perspective de l'extrémité sud de la zone de fracture d'Owen, regard vers le nord. La zone...

Ces plaques coulissent l'une par rapport à l'autre au niveau de la zone de fracture d'Owen dans l'Océan Indien (Fig. 1).

La zone de fracture d'Owen fait partie des grandes frontières de plaques décrochantes comme la failles de San Andreas en Californie ou la faille de la Mer Morte. La zone de fracture d'Owen est marquée par une sismicité modérée et par une ride bathymétrique qui s'élève jusqu'à 2000 m par rapport au plancher océanique environnant. La plaque arabe se déplace vers le nord, légèrement plus vite que la plaque indienne, à une vitesse de 2 à 4 mm an 1 mesurée par GPS. Le levé bathymétrique de haute résolution de la zone de fracture d'Owen effectué lors de la campagne de 2009 avait pour objectif d'identifier les traces de surface des failles actives.

Les données bathymétriques révèlent un spectaculaire système de failles sous-marines dont les escarpements sont bien préservés sur le plancher océanique (Fig. 1). Ces failles se localisent au pied de la ride bathymétrique d'Owen, côté Est. Le système de failles est remarquablement linéaire et se focalise sur une seule branche sur la plus grande partie de sa longueur. Six principaux segments de faille ont pu être identifiés, apparemment ininterrompus sur des longueurs de 60 à 180 km. Les segments de faille sont séparés par des relais extensifs ou compressifs, avec des bassins (dits en pull-apart) localisés au niveau des relais extensifs.

 Le système de faille actif recoupe la ride bathymétrique d'Owen et la décale de manière dextre (c'est-à-dire que le bloc à l'est de la faille se déplace vers le sud) à son extrémité sud et dans sa partie centrale (Fig. 1). Le déplacement total mesuré atteint 10 à 12 km. Une extrapolation du taux de glissement actuel de 3 ±1 mm an-1 restaurerait le décalage observé en 3 à 6 millions d'années. Ce petit décalage fournit donc la preuve que le système de faille actuel s'est initié relativement récemment à l'échelle des temps géologiques. Cependant, la reconstruction du mouvement des plaques Arabie-Inde à l'aide des anomalies magnétiques montre qu'il est resté stable depuis 20 Ma. Ce résultat implique que, avant le développement du système de faille actuel, le mouvement Arabie-Inde était accommodé par un système de faille plus ancien, ou "paléo-zone de fracture d'Owen", inactif depuis ~3 6 Ma.

Le bassin de 90 km de long à la latitude de 20°N (Fig. 2), le long de la zone de fracture d'Owen, correspond à un relai entre deux failles séparées de 12 km. Les dimensions du bassin 20°N (90 x12 km) sont ainsi du même ordre que celle du bassin du même type (en pull-apart) de la Mer Morte (132 x 16 km) le long de la faille décrochante de la Mer Morte du côté ouest de la plaque arabe. Il est directement alimenté en dépôts sédimentaires turbides par un chenal actif provenant de l'embouchure du fleuve Indus descendant de l'Himalaya, située 800 km au NE. Ce chenal présente une sinuosité modérée, par comparaison avec des chenaux abandonnés formant de nombreux méandres à proximité (Fig. 2), qui atteste d'une reprise de l'érosion sur une pente plus forte. Ces changements de pente indiquent un soulèvement tectonique local provoqué par le mouvement des failles actives.

En dépit du faible mouvement de la zone de fracture d'Owen, la trace des failles actives bordant le bassin 20°N n'est pas masquée par les dépôts sédimentaires provenant de l'Indus. La préservation des escarpements de faille indique que le taux de mouvement sur les failles excède la vitesse d'enfouissement par les sédiments. Le processus tectonique est donc dominant sur celui de dépôt.

A chacune de ses extrémités, la zone de fracture d'Owen (ZFO) se termine par des structures extensives associées à des bassins. Au nord, elle se termine par un réseau de failles normales régulièrement espacées, qui se ramifient et forment une spectaculaire structure en queue de cheval de 30 km de large (Fig. 3). Au sud en revanche, la ZFO se termine abruptement dans le bassin de Beautemps-Beaupré, large de 50 km et long de 120 km et bordé par deux failles normales conjuguées ~E-W (Fig 4). De nombreuses cicatrices de glissement de terrain sont observées dans ce secteur, en particulier sur le flanc ouest de la ride bathymétrique d'Owen massivement affecté par des glissements géants, probablement déclenchés par les séismes le long de la zone de fracture d'Owen. A cause de leur volume important, ces glissements en masse représentent une source potentielle de tsunami pour les côtes voisines d'Oman.

Cette étude lève le voile sur un système de faille actif long de 800 km précédemment inconnu, associé à des glissements de terrain géants à la frontière de plaque Arabie-Inde. Ces résultats vont motiver la réévaluation du risque sismique et tsunami dans l'océan Indien NO

Pour en savoir plus
Campagne OWEN : http://www.insu.cnrs.fr/co/expeditions-et-campagnes/owen
Source
Owen Fracture Zone: the Arabia-India plate boundary unveiled,
Fournier, M., N. Chamot-Rooke, M. Rodriguez, P. Huchon, C. Petit, M.-O. Beslier, and S. Zaragosi (2011), Earth Planet. Sci. Lett., 302, 247-252, doi: 10.1016/j.epsl.2010.12.027
Marc Fournier1,2, Nicolas Chamot-Rooke2, Mathieu Rodriguez1,2, Philippe Huchon1, Carole Petit3, Marie-Odile Beslier3, Sébastien Zaragosi4
1 Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP), CNRS-UMR 7193, UPMC
2 Laboratoire de Géologie, CNRS UMR 8538, Ecole normale supérieure,
3 GéoAzur, CNRS UMR 6526, Observatoire océanologique Villefranche-sur-mer, France
4 EPOC, CNRS UMR 5805, Université Bordeaux
Contact(s)
Marc Fournier, iSTeP (INSU-CNRS, UPMC)



source : http://www.insu.cnrs.fr

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