Transferts sédimentaires et Grands séismes dans l’Arc des Petites Antilles: Apport de la Paléosismologie en mer

L’Arc volcanique des Petites Antilles, résultant de la subduction des plaques américaines sous la plaque caraïbe, est menacé par des méga-séismes pouvant être générés à l’interface de ces plaques, tel que le séisme de 2004 à Sumatra de Mw 9,3. Le catalogue des séismes historiques ne débutant qu’au 17ème siècle dans l’arc des Petites Antilles, l’aléa sismique n’est connu que sur une courte période et seul deux séismes destructeurs, en 1839 et 1843, ont été interprétés comme le résultat de la rupture de l’interface de subduction, avec des magnitudes estimées supérieures à 8. Il est donc primordial d’obtenir de nouvelles informations sur le potentiel sismogénique de cette zone. Plusieurs méthodologies ont été développées pour retrouver des traces de séismes anciens, dont la paléosismologie en mer est la plus appropriée dans le contexte de l’Arc des Petites Antilles. Elle est basée sur l’analyse d’événements turbiditiques générés par des séismes. Une analyse morpho-sédimentaires, basées sur un important jeu de données d’imagerie (données bathymétriques et d’imageries acoustiques et profils sismiques), a permis de caractériser les transferts sédimentaires actuels ainsi que les forçages qui les contrôlent. Ces données nous ont permis d’identifier deux zones distinctes séparées par le grand escarpement de La Désirade : au Nord, le plancher océanique est caractérisé par des escarpements raides incisés par de nombreux petits canyons et des bassins profonds ; au Sud, la pente insulaire est douce et incisée par des canyons majeurs qui se dirigent vers le seul bassin avant-arc de cette zone. Cette étude nous a permis de mettre en évidence un contrôle tectonique important du système de drainage mais surtout plusieurs bassins isolés des apport sédimentaires de l’arc, qui ont été prioritairement prélevés lors de la campagne en mer CASEIS. Treize carottes sédimentaires longues, prélevées dans les deux secteurs qui ont probablement rompu lors de séismes de 1839 (au large de la Martinique) et de 1843 (au large de la Guadeloupe), ont fait l’objet d’une analyse sédimentologique détaillée (mesures géophysiques, géochimiques, tailles des grains, composition sédimentaire, datations 14C). Les résultats suggèrent que la majorité des turbidites enregistrées sont des événements co?sismiques. Dans le secteur de la Guadeloupe, l’étendue des déstabilisations ainsi que des mesures de PGA impliquent que ces séismes soient générés à l’interface de subduction. Parmi ces événements, quatre sont associés à des facies sédimentaires particuliers suggérant des paléo?tsunamis. Dans le secteur de la Martinique, la temporalité des événements, identiques à ceux enregistrés au large de la Guadeloupe, implique également des séismes générés à l’interface entre les plaques. L’absence de dépôt associé aux séismes historiques suggère que les turbidites documentées sont générées par des séismes moins profonds ou plus importants. La non-synchronicité des événements majeurs malgré des intervalles de récurrence similaires suggère que la subduction des Petites Antilles est segmentée mais qu’une interaction peut exister entre les ruptures des segments.