Modèles pour la subduction égéenne prenant en compte les mesures altimétriques du satellite SEASAT

par Pierre Genthon

Thèse de doctorat en Terre, Océan, Espace

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jean-Luc Mercier.

Le jury était composé de Jean-Luc Mercier, Marc Souriau, Jacques Dubois, Luce Fleitout, Jean Mascle.

Les rapporteurs étaient Marc Souriau.

mots clés

• Altimétrie
• Arc égéen
• Géodynamique -- Méditerranée (région ; est)
• Subduction -- Méditerranée (région ; est)

Résumé

La surface altimétrique déduite des mesures du satellite SEASAT, assimilable pour les usages géophysiques à une équipotentielle du champ de gravité terrestre (le géoide). Est utilisée pour contraindre des modèles relatifs à la bordure Sud (côté avant-arc) de la subduction égéenne. Des structures crustales comportant trois couches : eau, sédiments, croûte indurée de densité fixe, sont ajustées par moindres carrés à la fois d'après les hauteurs de géoide et les anomalies de pesanteur à l'air libre. La forme et la densité du panneau subductant ont été déterminées à priori et sont bloquées pendant l'inversion. Le long du premier profil, tracé perpendiculairement à la branche occidentale (convergente) de l'arc, on note un affaissement local du moho sous la Ride Méditerranéenne se superposant à une flexion de grande longueur d'onde augmentant en direction des fosses. Le désaccord entre le comportement mécanique de la lithosphère africaine, déterminé sous la Ride Méditerranéenne (rigidité nulle)et d'après la flexion associée à la subduction (épaisseur élastique 80 km)amène à supposer l'existence d'une force supplémentaire agissant vers le bas sous la Ride Méditerranéenne. Le long du deuxième profil, tracé perpendiculairement à la branche orientale, essentiellement coulissant de l'arc, une forme en cuvette, large de 150 km, profonde de 10 km, et centrée 150 km au sud de l'Ile de Karpathos, se superpose à une flexion du moha de grande longueur d'onde semblable à celle du profil précédent. Le fait que cet affaissement ne soit pas surmonté par une chaine de montagnes très élevée impose un très important écart à l'isostasie qui requiert, comme pour le profil précédent, mais de manière plus cruciale, une compensation dynamique en profondeur. Un modèle invoquant le développement d'instabilités gravitationnelles à la base de la lithosphère africaine vieille (160 Ma) et donc dense est proposé et étayé par des développements analytiques simples.

Titre traduit

Models for the aegean subduction using seasat altimetric data

Résumé

The altimetric surface deduced from SEASAT altimeter data, may be equated for geophysical interpretation to an equipotential surface of the terrestrial gravity field and is used to constrain tectonic models relative to Aeagean forearc area. Crustal structure profiles relative to the Aegean forearc area and based upon geoid ondulations and free air gravity anomalies are presented. They involve three layers with a geometry ajusted by weighted least squares. The first profile, drawn across the western (convergent) branch of the arc exhibits a large amount of subducted crustal material and a local trough in the Moho under the so-called Mediterranean Ridge superimposed to a long wavelength flexure increasing toward the trench. The Moho topography suggests a lithosphere with no rigidity below the Mediterranean Ridge while the flexure associated with the subduction implies an elastic thickness of 80km. This discreapency leads us to suppose the existence of another load acting downward below the Mediterranean Ridge. On the second profile, drawn across the eastern (strike-slip) branch, a 7km deepening of the Moho is associated with much less crustal material subducted. This moho deepening represents a hughe isostatic unbalance and requires an active compensation mechanism. A model involving the growth at the base of the old and dense African lithosphere is proposed and checked using s1mple analytical calculations.