Influence de la présence de variations d’épaisseur crustales héritées en position d’arrière arc

Influence de la présence de variations d’épaisseur crustales héritées en position d’arrière arc

L’inversion gravimétrique de [Tiberi et al., 2001] indiquait un résultat intrigant 

Le rift de corinthe correspondrait à une zone relativement épaissie de la croûte allongée selon la direction N120. Cette configuration ne pouvant pas être associée à l’extension dans le golfe de Corinthe, il est apparu intéressant de comprendre le comportement d’une telle structure en extension. Par ailleurs, Les données tomographiques indiquent que le panneau plongeant Egéen subducterait à plat sous le Péloponnèse jusqu’au niveau du golfe de Corinthe où il plonge soudainement avec une direction différente de celle des épaississements crustaux. A l’aide de trois modèles représentant des coupes verticales 2D sériées le long du golfe de Corinthe, nous avons tenté de comprendre les interactions entre ces deux types de structures. L’approche numérique utilisée ici diffère de l’approche classique car au lieu de varier les conditions aux limites, ce sont les géométries initiales des modèles qui varient en se basant sur les données géophysiques. Ce travail, commencé lors de mon DEA, a été finalisé durant cette thèse. Il fait l’objet d’une publication à Tectonics jointe. Ici ne figure qu’un petit résumé pour l’homogénéité de la discussion. Pour tous les modèles, les conditions aux limites sont représentées en Figure 68 , la vitesse d’extension étant fixée à 1cm/an.

Conditions aux limites : Mécaniques

L’extension est appliquée aux limites de manière asymétrique en fixant horizontalement la limite droite (« nord ») du modèle et en appliquant une vitesse horizontale constante à gauche (« sud »). Ces deux limites sont libres de glisser verticalement. Au sommet du modèle, une vraie surface libre est appliquée. A la base du modèle, la réponse isostatique de Wrinkler (réponse d’un fluide visqueux de densité donnée) est calculée et utilisée comme condition aux limites. Localement, la vitesse verticale est fixée pour simuler le « slab pull » exercer par le panneau plongeant egéen. Thermiques : La température est constante au sommet et à la base des modèles. Les faces latérales correspondent à des surfaces de flux thermique horizontal nul. Influence de la présence de variations d’épaisseur crustales héritées en position d’arrière arc 152 Ces trois modèles (Figure 69) diffèrent par la position du panneau plongeant par rapport aux parties épaissies de la croûte qui sont déjà gravitairement instables (flèches verticales) à cause de la différence de densité qui existe entre le manteau (3.3) et la croûte (2.7). Plus qu’une contrainte cinématique, elles imposent sur les modèles une contrainte sur l’état thermique initiale et donc sur la stabilité des structures. Les résultats des modèles ont montré que les épaississements crustaux mis en évidence par l’étude de [Tibéri, 2000] ne sont pas stables et créent localement une composante dynamique à l’extension qui s’ajoute à la composante cinématique imposée aux limites des modèles. Par ailleurs, les structures finales peuvent se révéler asymétriques ou symétriques selon la position relative du coin du panneau plongeant et des parties épaissies de la croûte. Le coin asthénosphérique chaud amplifiant les taux de déformation enregistrés sur les bandes de cisaillement s’y enracinant. 

Résultats des trois modèles à différents stades d’évolution

A 400 ka, le taux de déformation dans la croûte indique qu’il n’y a pas de localisation dans la croûte inférieure mais plutôt du glissement localisé au niveau du Moho qui est à ce stade le plus fort contraste de viscosité dans le modèle. Dans la croûte supérieure la déformation cassante est répartie de manière diffuse à l’aplomb des zones épaissies. Ces zones sont instables en extension et permettent de localiser la déformation spatialement. A 750 ka, le champ thermique montre que les zones épaissies en s’écroulant gravitairement ont créé des anomalies de température chaude et localisé à la base de la croûte qui sont plus ou moins alignées avec le pic thermique du coin asthénosphérique du manteau. A 1.5 Ma, la déformation est localisée dans la croûte inférieure le long de bandes de cisaillement qui bordent les anomalies thermiques chaudes misent en place lors de l’écroulement gravitaire initial. Ces bandes sont plus ou moins actives selon la température du manteau à leur base. Plus le manteau est chaud (et donc faible) et plus les bandes localisent la déformation. Dans le cas B, le manteau chaud est décalé de la zone d’extension active en surface. La bande de cisaillement de droite (pendant vers le nord) est privilégiée.