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Le prisme de Méditerranée
Le prisme des Antilles - La Barbade
Le prisme de Nankaï
Dans les Alpes, un prisme fossile



CNRS-Geomanips

Situées sur les zones de subduction, les étoiles signalent quelques prismes d'accrétion.






Le prisme de Méditerranée
Le prisme des Antilles - La Barbade
Le prisme de Nankaï
Dans les Alpes, un prisme fossile



Le relief de la ride méditerranéenne


Vue du front du prisme méditerranéen en 3 D


Coupe lithosphérique de la région de la mer Égée


Subduction de volcans sous-marins


Sous les eaux de la Méditerranée Orientale, la convergence entre les plaques Eurasie et Afrique provoque le plongement de la plaque africaine et est à l'origine de la formation progressive d'un important prisme d'accrétion : la Ride Méditerranéenne. Les alluvions du Nil (marge passive africaine) alimentent le prisme de la mer Egée. Dessous, toutes les séries plus anciennes de la marge africaine vont se coincer sous le prisme actuel et contribuer à le faire grossir.

Ce prisme d'accrétion s’étend sur plus de 1500 km pour une largeur de plus de 300 km.
Ce gros prisme d’accrétion s’étend latéralement de la Sicile à la Turquie.
Il présente de nombreuses rides et vallées kilométriques assez parallèles à la zone de subduction.

La pente du prisme est de 1° seulement. Des campagnes océanographiques ont révélé un relief conique, inhabituel avec une déformation locale des vallées. La sismique montre qu’il se poursuit en profondeur : un volcan haut de 3 km est enfoui.

Une campagne océanographique a exploré en février 1998 les branches centrales et orientales de cette ride. Les méthodes sismiques dévoilent une déformation intense au sein du prisme d'accrétion : des plissements importants sont associés à une fracturation.

Explorer ce prisme c’est explorer une chaîne de montagnes naissante entre les côtes de la Lybie et la Crète. Futur Himalaya remplaçant la Méditerranée dans quelques dizaines de millions d’années… si les mouvements se poursuivent de la même façon.




 


Le prisme de Méditerranée
Le prisme des Antilles - La Barbade
Le prisme de Nankaï
Dans les Alpes, un prisme fossile



Prisme de la Barbade









Coupe transverse du prisme d’accrétion

Un exemple spectaculaire de prisme est fourni par le prisme de la Barbade, situé au large des Petites Antilles, jalonnant le plongement du fond de l’Océan Atlantique sous la plaque Caraïbes. Le prisme atteint une épaisseur maximale de 20 km sous l'effet des forts apports sédimentaires de l'Orénoque et de l'Amazone.

En avant du prisme, la plaine abyssale atlantique est formée d’une croûte océanique ancienne (substratum volcanique et sédiments Jurassique supérieur à Crétacé inférieur) enfouie sous plusieurs milliers de mètres de sédiments en provenance de l’Orénoque et de l’Amazone.

Le front de déformation est constitué par une succession d’anticlinaux et de chevauchements espacés d’environ 5 km. Au front du prisme, un décollement basal se situe à environ 3 km de profondeur sous le fond de mer.

Dans le détail, le prisme de la Barbade est constitué de la juxtaposition de deux prismes d’accrétion.

Le plus ancien est d’âge éocène et constitue la partie la plus interne du prisme. Cet embryon de montagne émerge déjà localement : des sédiments sableux très déformés forment l’île de la Barbade.

Le plus récent, d’âge néogène à actuel, correspond à l’incorporation du delta sous-marin de l’Orénoque dans la zone de subduction. Cette énorme masse de sédiments meubles en cours de compaction expulse une grande quantité de fluides qui s’échappent en formant des « volcans de boue » à la surface du prisme.




 



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Le prisme de Nankaï
Dans les Alpes, un prisme fossile



Bloc diagramme d’une région complexe


Profil sismique du prisme de Nankaï


Interprétation du profil sismique


Front de déformation du prisme de Nankaï

Dans une région très surveillée en raison de séismes dévastateurs, les fosses sont l’objet de nombreuses études.

Un forage au front du prisme de Nankaï a traversé l'ensemble des structures depuis la surface jusqu'à la croûte océanique.

La fosse de Nankaï correspond à la subduction lente (1 à 4 cm par an) de la plaque Philippine sous la plaque Eurasie. Le plan de subduction correspondant est court et plonge avec un angle faible. La fosse, peu profonde (5000 m), est remplie par une forte accumulation de sédiments détritiques en provenance du Japon. Ces sédiments sont déformés par une série de plis et de chevauchements qui forment le prisme de Nankaï. Ce prisme, très modeste, ne mesure que 50 km de large.

Sur les profils sismiques, on observe la croûte océanique, surmontée par une couche de sédiments sans déformation apparente, s'enfonçant sous le prisme avec un angle faible.

Au-dessus du décollement (zone de circulation de fluides sous pression), les séries sédimentaires âgées d’environ 1 million d’années sont déformées, redoublées. Les strates viennent se chevaucher dans la direction de la subduction et aussi en sens inverse : ce sont des rétrocharriages ou rétrochevauchements.

En dessous du décollement, la majeure partie de la croûte océanique et une partie des sédiments pratiquement pas déformés qui la recouvrent passent en subduction.




 



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Dans les Alpes, un prisme fossile



Exemple d’un prisme d’accrétion océanique


Radiolaires dans les roches du Queyras


Au-dessus de Zermatt, en Suisse, la vue célèbre sur le Cervin raconte une histoire extraordinaire : Les roches très anciennes de la pyramide ont été importées d’Afrique. Ces hautes montagnes couvertes de glaciers sont les restes d’un petit radeau continental, échoué sur les témoins (le prisme d’accrétion) d’un océan disparu pendant le Crétacé. Le contact océan-continent est magnifiquement visible à la base du Cervin, car les roches issues du prisme d’accrétion forment des reliefs plus doux, plus agréables pour une balade en montagne dans le fond de l’océan !

Dans les Alpes françaises, la zone des Schistes lustrés (ou zone piémontaise) montre des caractéristiques d’ancien prisme d’accrétion :
- Déformations complexes plus anciennes que le plissement principal alpin.
- Mélange de sédiments d’origine océanique et continentale.








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