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Que se passe-t-il en labo ?
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CNRS-Geomanips

Après avoir mis en œuvre la « subduction », l’expérience est terminée, elle doit être interprétée.





Que se passe-t-il en labo ?
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Faible friction sous les sédiments

Le fond de la boîte a été tapissé par un film lisse qui n’induira qu’une faible friction à la base des couches de sables accumulées.



Naissance d’un prisme

L’expérience a duré 6 minutes, le film a été accéléré. Pour bien la découvrir, il faut regarder plusieurs fois. Géomanips vous offre en effet la possibilité de « faire et défaire » l’expérience afin de mieux observer à chaque fois la succession des déformations.


Deux étapes successives à comparer


Le prisme achevé

Dès que la convergence commence, un décollement se développe à la base du modèle et se propage jusqu’à la surface. Ainsi, du sable vient se superposer à du sable qui était en position plus haute à l’origine ; on dit qu’il y a chevauchement. De nouveaux décollements prennent le relais du premier et émergent en avant, vers l’océan dans la nature, en s’éloignant de la zone de subduction. De nouvelles nappes de sable sont progressivement charriées les unes sur les autres et édifient peu à peu le prisme. En langage de géologue, on dit : il y a "accrétion frontale de nouvelles unités tectoniques ".

Le raccourcissement se traduit par un épaississement. Mais rapidement l’ensemble ne s’épaissit plus, mais s’allonge grâce à des chevauchements de plus en plus éloignés de la butée. On a atteint la pente d’équilibre du prisme.

Un bourrelet sédimentaire est construit, c’est un modèle de prisme d’accrétion.




 



 



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Comparaison modèle réduit - nature


Comment interprétez-vous votre expérience ?

Comment interprétez – vous votre expérience ?
Pouvez - vous en confronter les résultat à vos observations dans la nature ?

 

« Dans cette expérience, nous avons mis un film plastique avec très faible friction à la base du modèle. On remarque tout de suite que les couches de sable se sont déformées de façon particulière avec développement de failles antithétiques de part et d’autre de pop-up, ces petites structures qui se développent au front du prisme et également décollement à la base de toutes les séries. Le prisme croît par accrétion frontale de ces petites unités au fur et à mesure du raccourcissement.

La pente d’équilibre du prisme est très faible et nous pouvons comparer avec un exemple naturel comme ce profil sismique le long de la fosse du Japon, tracé dans le prisme de Nankaï. Vous voyez également une pente topographique très faible et un décollement à la base qui contrôle la croissance du prisme avec accrétion frontale de petites unités, comme ici, limitées vers la droite par un chevauchement vers la mer et à gauche par un petit rétrochevauchement vers le continent. Donc accrétion d’unités successives pour former ce prisme d’accrétion par l’intermédiaire d’un décollement à la base.

Vous voyez aussi le plancher de la croûte océanique, très plat. Dans ce cas, le décollement se produit au sommet des séries pélagiques déposées sur la plaque océanique et ce sont les sédiments turbiditiques de la fosse qui constituent le prisme d’accrétion au-dessus du décollement.»



Structure du prisme de Nankaï

L’expérience permet de penser que le prisme japonais s’est construit dans un contexte de faible friction. Or, un forage l’a confirmé : le décollement principal se produit dans un niveau riche en fluides sous forte pression.



 

 





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