• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Sciences de la terre et de l'univers
• Identifiant : 2024ULILR082
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 13/12/2024

Résumé en langue originale

La marge orientale de la Sardaigne, située en Mer Tyrrhénienne occidentale, est une marge continentale passive hyper-étirée, formée par la migration vers l'est de la zone de subduction Apennins/Calabraise durant l'ouverture arrière-arc du Bassin Tyrrhénien entre le Langhien-Serravallien et le Tortonien. Cette région a été profondément affectée par la Crise de Salinité Messinienne (CSM ; 5,96 - 5,33 Ma), un événement environnemental majeur ayant entraîné une baisse importante du niveau marin (> 1500 m) et une érosion intense sur la plateforme et la pente continentale. La CSM se traduit également par le dépôt d'une épaisse couche d'évaporites dans les bassins profonds. La CSM a laissé derrière elle une discontinuité stratigraphique importante : la Surface d'Érosion Messinienne (MES), qui sert aujourd'hui de marqueur paléo-topographique et stratigraphique crucial pour l'étude des déformations plio-quaternaires. De récentes études ont permis de caractériser les marqueurs de la Crise de Salinité Messinienne dans le Bassin Tyrrhénien et à terre et de faire le lien entre la tectonique crustale et salifère post-rift dans le Bassin Est-Sarde, au pied de la pente continentale.La mission océanographique « METYSS 4 » (Juin 2019, N/O Téthys II) a permis l'acquisition de plus de 2000 km de profils sismiques à Très Haute Résolution de type Sparker sur le plateau et la pente continentale est-sarde afin de combler les lacunes entre les observations à terre et en mer. Cette méthode est très adaptée aux environnements peu profonds. Pour optimiser son utilisation dans des environnements plus profonds, une nouvelle méthode de traitement, appelée REWARE (REcovery of Water-column Acoustic REflectors), a été développée. Cette approche permet de récupérer le signal géologique cohérent apparaissant dans la colonne d'eau (« bruit » du tir précédent), augmentant ainsi artificiellement la longueur d'enregistrement d'une trace sismique tout en conservant la qualité optimale des données collectées (cohérence de trace à trace).L'étude des profils sismiques a permis de cartographier la Surface d'Érosion Messinienne (MES) sur la plateforme et le haut de la pente continentale. L'analyse géomorphologique de la MES a révélé un réseau paléo-hydrographique proche du système actuel, ainsi qu'une forte densité de paléo-vallées sur la plateforme, maintenant comblées par les sédiments plio-quaternaires. La morphologie messinienne de la marge a également permis de définir précisément la transition entre le plateau et la pente continentale, mettant en évidence une progradation générale de la marge. De plus, plusieurs surfaces d'érosion plio-quaternaires témoignent des fluctuations du niveau marin et de la réactivation partielle de la MES sur le haut de la plateforme continentale.Des édifices volcaniques alignés NE-SO ont été cartographiés. Les coulées de laves associées sont interdigitées entre les strates du Plio-Quaternaire. De plus, plusieurs failles normales orientées N-S à NE-SO affectent la MES ainsi que les sédiments plio-quaternaires, avec des déplacements significatifs variant de 5 à 50 mètres. Ces failles sont recoupées par des canyons messiniens orientés O-E. L'analyse géomorphologique de ces canyons a révélé des ruptures de pente qui coïncident avec les failles, suggérant une réactivation récente des structures héritées du rifting. L'âge de ces événements tectoniques et magmatiques est mal contraint, mais il est proposé qu'ils soient synchrones à la mise en place d'un large édifice volcanique plio-quaternaire à terre dans la région d'Orosei.

Résumé traduit

The eastern sardinian margin, located in the western Tyrrhenian Sea, is a hyper-extended passive continental margin, formed by the eastward migration of the Apennine-Calabrian subduction zone during the back-arc opening of the Tyrrhenian Basin between the Langhian-Serravallian and the Tortonian. This region was profoundly modified by the Messinian Salinity Crisis (MSC; 5.96 - 5.33 Ma), a major environmental event that led to a significant drop in sea level (>1500 m), intense erosion on the continental shelf and slope, and the deposition of an evaporite layer in deep basins. The MSC left a major stratigraphic discontinuity: the Messinian Erosion Surface (MES), which today serves as a crucial paleo-topographic and stratigraphic marker for studying Plio-Quaternary deformations. Recent studies have characterized the markers of the Messinian Salinity Crisis in the Tyrrhenian Basin and on land, establishing links between post-rift crustal and salt tectonics in the Eastern Sardinian Basin, at the base of the continental slope.The “METYSS 4” oceanographic mission (June 2019, R/V Téthys II) allowed the acquisition of more than 2,000 km of Very High-Resolution Sparker seismic profiles on the eastern sardinian shelf and slope to bridge the gap between land and marine observations. This method is well-suited for shallow environments. To optimize its use in deeper environments, a new processing method, called REWARE (REcovery of Water-column Acoustic REflectors), was developed. This approach enables the recovery of coherent geological signals within the water column, artificially extending the length of the seismic trace while enhancing the quality of the collected data (trace-to-trace consistency).The seismic profile analysis enabled the mapping of the Messinian Erosion Surface (MES) across the shelf and the upper continental slope. The geomorphological analysis of the MES revealed a paleo-hydrographic network similar to the present-day system, as well as a high density of paleo-valleys on the shelf, now filled with Plio-Quaternary sediments. The Messinian morphology of the margin also allowed for a precise definition of the transition between the shelf and the continental slope, highlighting a general progradation of the margin. Furthermore, several Plio-Quaternary erosion surfaces indicate sea-level fluctuations and partial reactivation of the MES on the upper continental shelf.NE-SW aligned volcanic edifices were mapped, with associated lava flows interbedded within Plio-Quaternary strata. Additionally, several N-S to NE-SW oriented normal faults affect the MES and Plio-Quaternary sediments, with significant displacements ranging from 5 to 50 meters. These faults are crosscut by messinian canyons oriented W-E. The geomorphological analysis of these canyons revealed slope breaks coinciding with the faults, suggesting recent reactivation of rift-inherited structures. The timing of these tectonic and magmatic events is poorly constrained, but they are proposed to be synchronous with the emplacement of a Plio-Quaternary basaltic plateau on land in the region.