A l’aide d’approches numériques thermo-mécaniques, analogiques et cinématiques, nous cherchons à reproduire les mouvements de surface induits par la subduction dans les Petites Antilles.

Le domaines de l’arc et de l’arrière-arc des Petites Antilles et où ce trouve l’archipel de la Guadeloupe est un site d’étude privilégié car des relevés géologiques précis des mouvements 3D, depuis environ 40 Ma, sont disponibles grâce à des travaux récents.

Plusieurs mécanismes déclenchant des mouvements de surface sont envisagés. Des simulations peuvent être faites en 2D, selon des coupes verticales, d’autres impliquent de tenir compte de la géométrie à trois dimensions de la zone de subduction. Nous envisageons de tester :
1/ l’influence sur le relief en surface de la forme de la plaque plongeante à grande profondeur,
2/ l’effet de l’entrainement en subduction de reliefs, comme un relief de forme allongée, telles que les rides de Barracuda et de Tiburon,
3/ les conséquences d’un déchirement de la plaque subduite (envisagé par certains scientifiques),
4/ l’influence des vitesses de plaques en surface. La collision avec le plateau de faible densité des Bahamas à la limite nord vers -50 Ma, a certainement ralenti la subduction sur une longue durée.
Des expériences 3D vont permettre d’intégrer les spécificités des Petites Antilles, comme la courbure de la fosse qui force la plaque plongeante à adopter une certaine géométrie (cf. fig. ci-dessous) tout en modifiant du nord au sud la vitesse de l’entrée en subduction de la plaque plongeante (on parle d’obliquité de la convergence).
La présence de grandes failles décrochantes au nord et au sud-est de la zone de subduction (frontières transformantes) influence également, très probablement, l’évolution de la subduction à grande profondeurs, mais l’effet potentiel de ces failles sur la subduction et les changements de relief en surface ne peuvent être calculé qu’avec des simulations 3D.
Ces expériences auront notamment pour but de fournir des indications sur la meilleure configuration pour arriver à reproduire l’ouverture d’un bassin d’arrière-arc, c’est-à-dire situé à l’ouest de l’arc volcanique actuel, pour tenter d’expliquer la formation du bassin de Grenade (cf. Tâche 3).

À partir des simulations réalisées, nous allons construire des lois d’échelle reliant les paramètres principaux de la subduction (vitesses, obliquité,…) et les caractéristiques des mouvements de surface, que sont l’amplitude, les vitesses verticales et les durées ou échelle de temps caractéristiques. Ces résultats seront soigneusement analysés en relation avec ceux des Tâches 1 et 3, afin d’ajuster la stratégie de modélisation.