HAITI-SIS2

Name: HAITI-SIS2
Start: 2013-11-06
End: 2013-11-20
Location: Mer des Antilles

Type	Campagne océanographique
Navire	L'Atalante
Propriétaire navire	Ifremer
Dates	06/11/2013 - 20/11/2013
Chef(s) de mission	LEROY Sylvie , ELLOUZ-ZIMMERMANN Nadine
	INSTITUT DES SCIENCES DE LA TERRE DE PARIS - UMR 7193 4 place Jussieu 75005 Paris +33 (0)1 44 27 52 73 direction-istep@upmc.fr http://istep.sorbonne-universite.fr/fr/index.html
DOI	10.17600/13010080
Objectif	L'objectif principal est de documenter et caractériser la zone transformante Nord Caraïbe dans son ensemble autour de la zone "poinçon" d'Haïti. Celle-ci est formée de trois grandes unités structurales précédemment décrites: (1) la bordure décrochante Nord et son prisme d'accrétion tectonique, (2) la bordure décrochante Sud, bloquée à l'Est par la ride de Beata et (3) la chaîne haïtienne accommodant la déformation transpressive entre les deux. L'ensemble des outils mis en oeuvre permettra de : cartographier précisément les différents accidents tectoniques, leur structure sédimentaire associée ; d'établir le lien Terre/Mer des structures ; d'évaluer et de faire un état des lieux du risque sismique ; de connaître la nature des fluides et de les dater (Sorties de fluides) ; d'apporter une contrainte sédimentaire récente (carottages) et lithosphérique (Flux de chaleur). Nous pourrons améliorer la compréhension globale de la région : Les limites Nord du poinçon formé par le plateau Caraïbe ; La segmentation des failles en mer et leur association ou non à des sorties de fluides ; L'âge et le développement du prisme compressif associé au décrochement ; Le rôle de la ride de Beata dans l'interruption du tracé d'EPGF vers l'Est. Positionnement du décrochement dessous la chaîne ; taux de partitionnement de la déformation et découplage important ou non entre le raccourcissement en profondeur et en surface dans la chaine.

Mer/Océan

Mer des Antilles

Ports

Port départ : Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)

Port fin : Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)

Limites

Nord	Sud	Ouest	Est
22.8	15.9	-78.6	-61.5

Organisme responsable de la campagne

INSTITUT DES SCIENCES DE LA TERRE DE PARIS - UMR 7193

4 place Jussieu

75005 Paris

+33 (0)1 44 27 52 73

direction-istep@upmc.fr

http://istep.sorbonne-universite.fr/fr/index.html

Organisme(s) participant(s)

IFPEN, GeoAzur, Université d'etat d'Haiti, Semanah, BME Haiti, CENAIS Cuba

Discipline(s)

GEOSCIENCES MARINES

Code	Libellé	Quantité	Responsable
D90	Autres mesures physiques	-	LEROY Sylvie
G28	Mesures de magnétisme	-	LEROY Sylvie
G73	Echo sondage vertical	-	LEROY Sylvie
G74	Echo sondage multifaisceaux	-	LEROY Sylvie
G75	Sismique réflexion monotrace	-	LEROY Sylvie
G76	Sismique réflexion multitrace	-	LEROY Sylvie
G90	Autres mesures de geosciences	-	LEROY Sylvie
H71	Mesures (T,S) de surface en route	-	LEROY Sylvie
M06	Mesures de routine systématiques	-	LEROY Sylvie

Travaux

-Cartographie SMF de la faille septentrionale entre Haïti et Cuba.
-Cartographie du prisme de collision Nord Cuba - Nord Haïti.
-Géométrie des systèmes de failles décrochantes en contexte de collision.

Plan de position

Positionnement

Système géodésique : WORLD GEODETIC SYSTEM 1984 = WGS84

Système de positionnement : GPS différentiel

Contexte scientifique et programmatique des campagnes

Motivations de la campagne HAITI-SIS2

La frontière Nord Caraïbe est la région de contact de 3 plaques tectoniques majeures : l'Amérique du Nord (AmN), l'Amérique du Sud (AmS) et la plaque Caraïbe (Car) (Fig.1). Deux points triples sont localisés aux extrémités de la frontière de plaques Amérique du Nord et Caraïbe (Co/AmN/Car à l'Ouest et AmN/Car/AmS à l'Est), plaques bordées par un vaste système décrochant senestre de plus de 2200 km. Les deux failles décrochantes majeures, les failles d'Enriquillo-Plantain-Garden (EPG ; au Sud d'Haïti) et Cibao-Oriente Septentrional (Nord Haïti) constituent donc une grande zone de coulissage senestre entre les plaques Caraïbe et Nord Américaine (Fig. 2), dans laquelle les îles de la Jamaïque, d'Hispaniola (Haïti - République Dominicaine) et de Puerto Rico représentent les tronçons émergés transpressifs.

Grâce à plusieurs campagnes et missions menées par des laboratoires français entre 1980 et 2000 (Seacarib1 & 2 ; Casis 1 & 2 ; Nautica ; Cayvic), plusieurs unités tectoniques ont été identifiées et cartographiées dont la marge Nord Jamaïcaine et le fossé Cayman, le décrochement Nord Cibao-Oriente, le bassin Sud Haïtien, la ride de Beata. Cet effort, relancé par la crise sismique d'Haïti et la coopération avec nos collègues Haïtiens, mènera à terme à une étude complète de la frontière Nord Caraïbe dans la région d'Hispaniola. L'objectif est d'étudier l'initiation, la migration et l'activité actuelle d'un grand système de failles principalement décrochantes dans un contexte transpressif (prisme de collision oblique), qui, dans cette région, est l'élément majeur de la structuration tectonique, de l'activité sismique et du contrôle des flux sédimentaires pour l'actuel comme pour son histoire passée (Fig. 2).

Figure 1 : Contexte géodynamique de la plaque Caraïbe (Car) entre les plaques Amérique du Sud (AmN) et Nord, Cocos (Co) et Nazca. Mvt des plaques (flèches).

Figure 2 : Contexte géodynamique de la frontière entre les plaques Caraïbe CAR et Amérique du Nord NOAM (EPGFZ : Enriquillo Plantain Garden Fault zone ; COFZ : Cibao-Oriente fault zone. DR : République Dominicaine ; PR : Puerto Rico ; CT : Cayman trough ; NJAM : Marge Nord Jamaïque ; SHB : south Haitian bassin ; BR : Beata Ridge).

La zone d'étude s'inscrit dans un contexte particulier puisqu'elle a été le lieu du séisme très destructeur d'Haïti. De magnitude Mw =7.0, celui-ci s'est produit le 12 janvier 2010 et a été suivi de nombreuses répliques dont l'intensité a décru lentement (moyenne des répliques de l'ordre de magnitude 2). Ce séisme résulte de l'accumulation des contraintes associées au mouvement décrochant senestre de la faille Enriquillo-Plantain-Garden (EPG). La zone de rupture du séisme est située au niveau d'une zone de relais transpressif, à une vingtaine de kilomètres de la capitale Port-au-Prince (Bilham, 2010 ; Hayes et al 2010 ; Calais et al 2010).
Cette campagne a permis de compléter la carte bathymétrique au Nord de la zone d'étude et vers Cuba.

Résultats majeurs

1. Zone de la faille nord, septentrionale partie haïtienne

La partie haïtienne de la Faille septentrionale, entre Haiti-et Cuba se présente comme un large bassin E-W limité au Nord par des failles en relai. Le prolongement vers l'est est marqué par de puissants verrous compressifs, par exemple dans le tronçon de l'Ile de la Tortue.

Du sud au Nord, la faille récente découpe les unités Nord de la chaîne transhaitienne, dans lesquelles la fin de la dernière phase de raccourcissement est bien marquée par une discordance majeure. D'anciens chevauchements montrent une vergence dominante vers le Nord. Ceux-ci participent à la construction du prisme haïtien contre la marge N. américaine porteuse de la plate-forme des Bahamas.

Les failles récentes présentent des rejets verticaux importants du coté des Bahamas, et dans la zone de la faille septentrionale. Les segments sont clairement imagés et les décalages en accord avec les mesures GPS.

2. Prisme Nord haïtien et jonction avec les Bahamas

Le "prisme" N. haïtien, s'est développé sur la portion de plaque coincée entre la marge N. américaine et la plaque Caraïbes et a enregistré plusieurs phases de raccourcissement plus ou moins obliques depuis le paléogène. Le profil du prisme est très irrégulier et présente localement des pentes très raides, en déséquilibre gravitaire. Le bassin flexural développé au Nord du prisme présente également des caractéristiques variables, en largeur, épaisseur et déformation. Il est probable que l'incorporation de reliefs (chevauchements profonds plus ou moins récents, rides, ou morceaux de plate-forme) dans le prisme soit responsable des variations latérales morphologiques visibles dans la bathymétrie.

Quoiqu'il en soit, le blocage de la déformation contre certains panneaux de plate-forme des Bahamas, a empêché une migration facile vers l'est de la marge N. haïtienne, et provoqué la segmentation très marquée de la faille septentrionale et des structures du prisme vers l'Est. Le front est par endroits redécoupé par un faisceau de failles en relai marquant probablement une composante décrochante, qui modifie les structures frontales. Malgré l'exagération verticale les failles découpant la plate-forme des Bahamas au nord présentent des rejets importants allant jusqu'à 1,5 std de rejet vertical.

Données publiées

Leroy Sylvie, Oliveira De Sa Alana, D'Acremont Elia, Lafuerza Sara (2021). Seismic reflection profiles in the Windward Passage between Cuba and Haiti from Haiti-sis 1&2 experiments. https://doi.org/10.17882/81671

Données archivées au Sismer

Bibliographie

Publications

Oliviera De Sá A., Leroy S., D’acremont E., Lafuerza Sara, Granja‐bruña J.‐l., Moreno B., Cabiativa Pico V., Letouzey J. (2024). The Protracted Evolution of a Plate Boundary: Eastern Cuba Block and Old Bahamas Channel. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25(5), e2023GC011230 (28p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1029/2023GC011230 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00889/100066/

Oliveira De Sá A., D’acremont E., Leroy S., Lafuerza Sara (2021). Polyphase Deformation and Strain Migration on the Septentrional‐Oriente Fault Zone in the Windward Passage, Northern Caribbean Plate Boundary. Tectonics, 40(8), e2021TC006802 (25p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1029/2021TC006802 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00718/83046/

Aiken Chastity , Wessels Richard, Cormier Marie-Hélène, Klingelhoefer Frauke , Battani Anne, Rolandone Frédérique, Roest Walter , Boisson Dominique, Guerrier Kelly, Momplaisir Roberte, Ellouz-Zimmerman Nadine (2020). Haiti-Drill: an amphibious drilling project workshop. Scientific Drilling, 28, 49-62. Publisher's official version : https://doi.org/10.5194/sd-28-49-2020 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00662/77402/

Rodríguez-Zurrunero A., Granja-Bruña J.L., Muñoz-Martín A., Leroy S., Ten Brink U., Gorosabel-Araus J.M., Gomez De La Peña L., Druet M., Carbó-Gorosabel A. (2020). Along-strike segmentation in the northern Caribbean plate boundary zone (Hispaniola sector): Tectonic implications. Tectonophysics, 776, 228322 (35p.). https://doi.org/10.1016/j.tecto.2020.228322

Leroy Sylvie, Ellouz-Zimmermann Nadine, Corbeau Jordane, Rolandone Frederique, Mercier De Lepinay Bernard, Meyer Bertrand, Momplaisir Roberte, Granja Bruna Jose-Luis, Battani Anne, Baurion Celine, Burov Evgueni, Clouard Valerie, Deschamps Remy, Gorini Christian, Hamon Youri, Lafosse Manfred, Leonel Jottin, Le Pourhiet Laetitia, Llanes Estrada Pilar, Loget Nicolas, Lucazeau Francis, Pillot Daniel, Poort Jeffrey, Tankoo Kevin R., Cuevas Jose-Luis, Alcaide Jose-Fernando, Poix Claude Jean, Munoz-Martin Alfonso, Mitton Serge, Rodriguez Yamil, Schmitz Julien, Seeber Leonardo, Carbo-Gorosabel Andres, Munoz Santiago (2015). Segmentation and kinematics of the North America-Caribbean plate boundary offshore Hispaniola. Terra Nova, 27(6), 467-478. https://doi.org/10.1111/ter.12181

Références des rapports techniques

Rapport de mission Haiti-sis2 - 2014

Rapport de mission de la campagne HAITI-SIS1 - 2013.

Références des communications dans des colloques internationaux

Ellouz-Zimmermann N., Leroy S., Momplaisir R., Mercier de Lépinay B., and Haiti-sis team - 2013 - From 2012 HAITI-SIS Survey: Thick-skin versus thin-skin tectonics in the Haitian restraining bend. AGU Fall meeting San Francisco.

Références des communications dans des colloques nationaux

Corbeau et al - La frontière décrochante Nord Caraïbe : trace actuelle et héritage structural. RST 2014 Pau.

Leroy S., Ellouz-Zimmermann N., Corbeau, Mercier de Lépinay, Meyer, Rolandone, Roberte Momplaisir, Jose-Luis Granja, Anne Battani, Céline Baurion, Evgueni Burov, Valérie Clouard, Remy Deschamps, Christian Gorini, Youri Hamon, Jottin Leonel, Lætitia Le Pourhiet, Nicolas Loget, Francis Lucazeau, Daniel Pillot, Jeffrey Poort, Kevin Tankoo, Cuevas, Alcaide, Claude Jean Poix, Alfonso Munoz, Serge Mitton, Yamil Rodriguez, Julien Schmitz, Leonardo Seeber, A. Garbo-Gorosabel - Frontière Nord de la plaque Caraïbe : le système de failles décrochantes d?Haiti. RST 2014 Pau.

Thèses ayant utilisé les données de la campagne

Corbeau Jordane (2015). Dynamique d'une frontière transformante dans un contexte de collision oblique : étude de la limite nord de la plaque Caraïbe dans la région d'Haïti. / Dynamic of a transform boundary in an oblique collision context : the Northen Caribbean plate boundary in the Haiti aera. PhD Thesis, Université Pierre et Marie Curie. https://archimer.ifremer.fr/doc/00821/93323/

Richard Wessels - IFPEN - Segmentation et propagation 3D des failles en domaine actif transformant (Haïti) - début oct 2014.

CORBEAU Jordane - ISTEP UPMC, Dynamique d'une frontière transformante dans un contexte de collision oblique : étude de la limite de la plaque Nord Caraïbe dans la région d'Haïti (début sept 2012).

Fichier	Niveau de traitement	Taille	Format
Accès protégé 201301008045-sb_depth-AT_EK6012.depth	DONNEES BRUTES	2 MB	NetCDF TECHSAS
Accès protégé 201301008045-sb_depth-AT_EK60200.depth	DONNEES BRUTES	2 MB	NetCDF TECHSAS
Accès protégé 201301008045-sb_depth-AT_EK6038.depth	DONNEES BRUTES	2 MB	NetCDF TECHSAS

Fichier	Mission	Niveau de traitement	Taille	Format
Accès protégé 201301008055-AT_EM710.mbg		DONNEES BRUTES	87 MB	NetCDF SMF GEOREF.
Accès protégé 201301008055-AT_EM122.mbg		DONNEES BRUTES	3 GB	NetCDF SMF GEOREF.

Fichier	Niveau de traitement	Taille	Format
Libre accès 201301008045-weather-AT_BATOS.met	DONNEES BRUTES	55 MB	NetCDF TECHSAS
Libre accès 201301008045-weather-AT_Gill1.met	DONNEES BRUTES	55 MB	NetCDF TECHSAS
Libre accès 201301008045-weather-AT_Gill2.met	DONNEES BRUTES	55 MB	NetCDF TECHSAS