Subductions en Europe occidentale au cours du Tertiaire : quels mécanismes à l’origine de leur démarrage, quelles interactions entre elles ?

Depuis 100 millions d’années, l’Afrique remonte lentement vers le nord en direction de la plaque européenne, et cette lente convergence a entraîné la subduction de la Téthys alpine et de la plupart des planchers océaniques qui étaient apparus entre l’Afrique et l’Europe à la suite de l’éclatement de la Pangée. En Europe du sud, la compression N-S résultant de la convergence a souvent été interrompue par des épisodes de calme tectonique, et parfois par des épisodes d’étirement importants de la plaque continentale. En effet, la vitesse de convergence entre Afrique et Europe est toujours restée modérée ( 1 cm/an), bien plus faible que la vitesse de subduction des planchers océaniques, si bien que les épisodes de subduction ont souvent été accompagnés d’une extension arrière-arc rapide accommodant le recul du plan de subduction (« slab roll-back »). Par exemple, ce mécanisme explique l’ouverture, à partir de l’Oligocène (35 Ma), de la Méditerranée occidentale, qui a entrainé la rotation de la Corse et de la Sardaigne, l’accrétion de la Kabylie sur la marge africaine, et le mouvement vers le SE de la Calabre.
Nous proposons de reproduire à l’aide de modèles réduits analogiques les subductions qui se sont produites en Europe occidentale au cours de l’ère tertiaire. Une des questions que nous souhaitons comprendre à l’aide des modèles, est la raison pour laquelle la subduction qui contrôle l’ouverture de la Méditerranée occidentale ne s’initie qu’à l’Oligocène, alors que la convergence Afrique-Europe est beaucoup plus ancienne. Y-a-t-il une relation de cause à effet entre la fin de la subduction de la Téthys alpine sous les Alpes et le détachement de la plaque plongeante, qui se produit justement vers 35 Ma, et le démarrage de la subduction de Méditerranée occidentale ?
Le travail demandé consistera à : (1) faire une étude bibliographique des informations disponibles permettant de connaitre l’évolution des subductions régionales ; (2) réaliser dans le laboratoire du Bourget du Lac une série d’expériences analogiques afin d’étudier l’effet de ces subductions sur l’évolution géodynamique régionale ; (3) analyser les champs de déformation observés et comprendre comment les subductions contrôlent la cinématique superficielle des expériences ; (4) comparer les résultats avec l’évolution géologique du sud-ouest de l’Europe (sud de la France, Ibérie, Méditerranée occidentale). Ces comparaisons pourront s’appuyer sur les reconstructions cinématiques réalisées sur le logiciel G-Plates par Louise Boschetti dans le cadre de sa thèse de doctorat.
La réalisation des modèles analogiques nécessite d’être un peu bricoleur, très soigneux, de faire preuve de bon sens et de ne pas avoir peur de se salir... L’étudiant pourra compter sur l’aide de stagiaires de Licence pour la réalisation des modèles réduits.