CASEIS

Type Oceanographic cruise
Ship Pourquoi pas ?
Ship owner Ifremer
Dates 28/05/2016 - 05/07/2016
Chief scientist(s) FEUILLET Nathalie

INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS - UMR 7154, UMS 3454

1 rue Jussieu

75005 Paris

+33 (0)1 83 95 74 00

https://www.ipgp.fr/
DOI 10.17600/16001800
Objective The Lesser Antilles subduction area is poorly known and the historical earthquake catalog is too short (500 years) to estimate the recurrence time of large earthquakes in this area. For example, an earthquake as wide as the 2011 Tohoku megathrust earthquake in Japan may recur every 1000 years (K. Minoura et al., 2001). Existing models to predict earthquake recurrence over the long term have not been successful, thus paleoseismology is the only way to address long term earthquake recurrence. The largest earthquake reported in the Lesser Antilles arc has occurred on Feb. 8, 1843. It was felt with a maximum intensity of IX to X and has destroyed the town of Pointe-à-Pitre, killing thousands of people. It may have reached a magnitude larger than 8 and maybe 8.5 (Feuillet et al, 2011.; Hough et al., 2013). The objective of the CASEIS marine cruise is to perform a submarine paleoseismological study based on turbidite records to decipher the earthquake history along the Lesser Antilles subduction area. Unlike other phenomena (eruption, flood, local shallower and smaller earthquakes, volcano flanks or local reef platform destabilization), very large subduction earthquakes offshore can trigger turbidity currents over a wide area (at least as wide than the rupture zone). It is possible, to find coseismic turbidites in most basins and channels systems of the upper plate, above the rupture area. We aim to establish a broad catalog of earthquakes over the Holocene and late Quaternary in the northern part of the Lesser Antilles by performing cores in basins, at the mouth of the main canyons and along major tributaries. We collected 510 m of sediment cores over a distance of 500 km between Martinique and the Anegada Passage between may 28 and July 5, 2016 on board of the french research vessel Pourquoi Pas?. Multibeam bathymetric data, imagery and 3.5 kHz seismic profiles allowed us to identify,map and characterize the channels and basins before coring.

Published data

Bénâtre Gaëlle, Feuillet Nathalie, Carton Hélène, Jacques Eric, Pichot Thibaud, Leclerc Frédérique, Deplus Christine (2024). High-resolution seismic data from the CASEIS experiment: CAS016, CAS033, CAS036, CAS042, CAS062, CAS098, CAS104 and CAS105. https://doi.org/10.17882/102942


Bénâtre Gaëlle, Feuillet Nathalie, Carton Hélène, Jacques Eric, Pichot Thibaud, Leclerc Frédérique, Deplus Christine (2024). Sub-bottom high-resolution (CHIRP) profiles from the CASEIS experiment: CAS130 and CAS451. https://doi.org/10.17882/102947


Data managed by SISMER

Bibliography

Publications

Seibert Chloé, Beck Christian, Feuillet Nathalie, Moreno Eva, Pons Denise, Goldfinger Chris, Ratzov Gueorgui, St-Onge Guillaume, Bieber Arthur, Morena Pierre, Patton Jason, Batanova Valentina, Maury René (2024). Late Pleistocene charcoal-rich sediments in the Puerto Rico Trench, possible remnants of gigantic wildfires in North-Eastern South America. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 655, 112497 (9p.). https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112497


Seibert C., Feuillet N., Ratzov Gueorgui, Beck C., Morena Pierre, Johannes L., Ducassou E., Cattaneo AntonioORCID, Goldfinger C., Moreno E., Bieber A., Bénâtre G., Caron B., Caron M., Casse M., Cavailhes T., Del Manzo G., Deschamps C. E., Desiage P. A., Duboc Q., Fauquembergue K., Ferrant Anthony, Guyard H., Jacques E., Laurencin M., Leclerc F., Patton J., Saurel J. M., St‐onge G., Woerther Patrice (2024). Sedimentary Records in the Lesser Antilles Fore‐Arc Basins Provide Evidence of Large Late Quaternary Megathrust Earthquakes. Geochemistry Geophysics Geosystems, 25(2), e2023GC011152 (30p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1029/2023GC011152 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00875/98723/


Morena Pierre, Ratzov Gueorgui, Cattaneo AntonioORCID, Klingelhoefer FraukeORCID, Beck Christian, Seibert Chloé, Marcaillou Boris, Feuillet Nathalie (2022). Coexistence of Adjacent Siliciclastic, Carbonate, and Mixed Sedimentary Systems: An Example From Seafloor Morphology in the Northern Lesser Antilles Forearc. Frontiers In Earth Science, 10, 834029 (25p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.3389/feart.2022.834029 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00783/89496/


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Bieber A., St-Onge G., Feuillet N., Carlut J., Moreno E., Michel E. (2021). Regional chronostratigraphy in the eastern Lesser Antilles quaternary fore-arc and accretionary wedge sediments: Relative paleointensity, oxygen isotopes and reversals. Quaternary Geochronology, 65, 101179 (16p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.quageo.2021.101179 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00690/80244/


Seibert C., Feuillet N., Ratzov Gueorgui, Beck C., Cattaneo AntonioORCID (2020). Seafloor morphology and sediment transfer in the mixed carbonate-siliciclastic environment of the Lesser Antilles forearc along Barbuda to St. Lucia. Marine Geology, 428, 106242 (29p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.margeo.2020.106242 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00635/74689/


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References of Articles published in other Periodicals or Scientific Works acclaimed in the Field

IOC-UNESCO (2020). Experts Meeting on Sources of Tsunamis in the Lesser Antilles Fort-de-France, Martinique (France) 18–20 March 2019. Workshop Reports, (291), 55p. Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00665/77736/


Cordrie, L., A. Gailler, J. Escartín, N. Feuillet, and P. Heinrich, Simulation of the 2004 tsunami of Les Saintes in Guadeloupe (Lesser Antilles) using new source constraints, Natural Hazards, 103, 2109-2129, doi:10.1007/s11069-020-04073-x.

References of International Seminar Communications

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Cordrie, L.A Gailler, N Feuillet (2020). Source identification of extreme event deposits in the Lesser Antilles using forward numerical modeling of tsunami wave propagation and sediment transport AGU Fall Meeting 2020

Morena P., A Cattaneo, G Ratzov, F Klingelhoefer, A Bieber, B Marsset et al., among N. Feuillet Deep megadeposits as paleoseismic indicators in the Lesser Antilles subduction zone, Geophysical Research Abstracts, EGU 2019

Seibert C., Feuillet N., Beck C., Ducassou E., Morena P., Johannes L., Ratzov G., Goldfinger C., Cattaneo A., Moreno E. (2019) - Long Term Recurrence of Deeply Ponded Turbidites and Thick Homogenites in the Lesser Antilles Forearc: Imprint of Great Earthquakes. American Geophysical Union meeting (AGU), 9-13 December 2019, San Francisco (California, USA) - Poster

Feuillet N., Ratzov G., Seibert C., Morena P., Bieber* A., Beck C. Carlut J., Caron B., Cattaneo A. Ducassou E., Goldfinger C., Klingelhoefer F., Le Friant. A., Moreno E., Mulder T., St Onge. G. et l'équipe scientifique CASEIS. (2018). Invité. The CASEIS project: toward a better understanding of the seismic cycle and Paleoseismology of the Lesser Antilles Megathrust. Seismology of the Americas, 14-17 mai, Miami, USA.

Morena P., A. Cattaneo, G. Ratzov, N. Feuillet, C. Beck, C. Goldfinger, J. Patton, E. Moreno, C. Seibert, F. Klingelhoefer Earthquakes recurrence of the northern Lesser Antilles Arc: paleoseismologic approach, SSA-LACSC joint conference, 14-17 May 2018, Miami, Florida, USA

Beck, C. et al. (incluant G. St-Onge et Bieber*, A.). (2017). How products of major Late Pleistocene woodfires on Guayana shield (Gran Sabana region) were transported to the Puerto Rico Trench. Data from CASEIS coring campaign. International Meeting of Sedimentology. Toulouse, France, 10-12 oct.

Feuillet, N. et al. (incluant G. St-Onge). (2017) The CASEIS project: toward a better understanding of the seismic cycle and Paleoseismology of the Lesser Antilles. Congrès annuel de l'American Geophysical Union, Nouvelle-Orléans, Louisianne, USA., 11-15 déc.

Feuillet, N., Beck, C., Cattaneo, A., Goldfinger, C., Guyard, H., Morena, P., Moreno, E., Patton, J. R., Ratzov, G., Seibert, C., St-Onge, G., Woerther, P., Beauvais, Q., Bênatre, G., Bieber*, A., Bouchet, O., Caron, B., Caron*, M., Casse*, M., Thibauld, C., Del Manzo, G., Deschamps*, C. E., Desiage*, P. A., Duboc*, Q., Fauquembergue, K., Ferrand, A., Hausmann, R., Jacques, E., Johannes, L., Laurencin, M., Leclerc, F., Leclerc, P., Monteil, C., and Saurel, J. M. (2017). Possible sedimentary evidence for paleoearthquakes along the northern Lesser Antilles: preliminary results from the CASEIS cruise aboard the N/O Pourquoi Pas? Seismological Society of America annuel meeting, Denver, Colorado, USA, 18-10 avril.

Monteil, C. Grebert B., Blet S., Ducassou E. , Mulder T. et al., (2017), Turbiditic sedimentation into the basins offshore Lesser Antilles (Martinique and Kalanina basins), IMS2017 : International Meeting of Sedimentology (2017), 10-12 Oct 2017 Toulouse (France).

Morena P. , Cattaneo A., Seibert C. Ratzov G., Moreno E. , Klingelhoefer F. and N. Feuillet (2017), Submarine paleoseismological potential of the northern subduction zone of the Lesser Antilles Arc, IMS2017 : International Meeting of Sedimentology 2017, 10-12 Oct 2017 Toulouse (France).

Seibert C., Feuillet N., Beck C., Ratzov G., Cattaneo A., Moreno E., Morena P. (2017)- Sediment gravity flow deposits across the Désirade basin (Lesser Antilles arc), as possible markers of major earthquakes. American Geophysical Union meeting (AGU), 11-15 December 2017, New Orleans (Louisiana, USA) - Poster

Seibert C., Feuillet N., Ratzov G., Beck C., Cattaneo A. (2017)- Morphology and current distribution of the Lesser Antilles forearc sediments: implication for paleo-seismic records. International Meeting of Sedimentology (IMS), 10-12 October 2017, Toulouse (France) - Poster

Seibert C., Morena P., Feuillet N., Beck C., Ratzov G., St-Onge G., Moreno E., Goldfinger C., Patton J., Bouchet O., Cattaneo A., and CASEIS Cruise Scientific Party: Leclerc F., Jacques E., Saurel J.-M., Woerther P., Guyard H., Beauvais Q., Bênatre G., Bieber A., Caron B., Caron M., Casse M., Cavailhes T., Del Manzo G., Deschamps C.-E., Desiage P.-A., Duboc Q., Fauquembergue K., Ferrand A., Hausmann R., Johannes L., Laurencin M., Leclerc P., Monteil C. (2017) - Long term recurrence of deeply ponded thick homogenites in Lesser Antilles forearc (CASEIS Campaign): imprint of strongest subduction earthquakes and associated tsunamis?. International Meeting of Sedimentology (IMS), 10-12 October 2017, Toulouse (France) - Oral

Cordrie L. , J Escartin, A Gailler, N Feuillet, P Heinrich Simulation of the 2004 tsunami of Les Saintes in Guadeloupe (Lesser Antilles), OCEANS 2019-Marseille, 1-9

References of National Seminar Communications

Bieber*, A., St-Onge, G., Feuillet, N., Carlut, J., Moreno, E. (2021). Identification de l'effet de seiche à l'aide du paléomagnétisme de complexes homogénite-turbidite : exemple des bassins profonds de l'avant-arc des Petites Antilles. Congrès annuel du GEOTOP. Congrès en ligne, 16-18 mars. Bieber*, A., St-Onge, G., Feuillet, N., Carlut, J., Moreno, E. (2020). Identification and definition of homogenites, turbidites and hemipelagic sediments using paleomagnetism: examples from 3 giant piston cores from the Lesser Antilles accretionary wedge Quaternary sediments. Congrès annuel du GEOTOP, Orford, Québec, 20-22 mars 2020 (congrès annulé en raison de la covid-19).

Bieber*, A., St-Onge, G., Feuillet, N., Carlut, J., Morreno, E., St-Onge, M.-.P. (2018). Paleomagnetic variations in a sedimentary sequence along the lesser Antilles accretionary wedge: Preliminary results. Congrès des doctorants de l'Institut de Physique du Globe de Paris. Paris, France, 26-30 mars.

Seibert C., Feuillet N. - Sediment gravity flow deposits across the Désirade basin (Lesser Antilles arc), as possible markers of major earthquakes. Congrès des Doctorants de l'IPGP, 26- 30 March 2018, Paris (France) - Oral Seibert C., Feuillet N., Beck C., Morena P., Ratzov G., Moreno E., Cattaneo A., Johannes L - Succesion de dépôts de ?turbidites/homogenites? comme témoins potentiels de grands séismes et tsunamis dans l'Arc des Petites Antilles. Réunion des sciences de la Terre, 22-26 October 2018, Lille (France) - Oral

Seibert C., Feuillet N. - Earthquakes and tsunami in the Lesser Antilles arc: insights from subaqueous paleoseismology. Congrès des Doctorants de l'IPGP, 13-17 March 2017, Paris (France) - Poster

Bieber*, A., St-Onge, G., Feuillet, N. Carlut, J., Moreno, E., Guyard, H., Beauvais, Q. et l'Équipe scientifique de la mission CASEIS. (2017). Propriétés magnétiques et physiques de carottes sédimentaires prélevées le long du prisme d'accrétion des petites Antilles : risques naturels et contraintes lithologiques sur le signal paléomagnétique. Congrès annuel du GEOTOP, Forêt Montmorency, Québec, Can., 24 au 26 mars.

DEA or MASTER 2 using campaign data

Li Lianjun stage M2, (2019), IPGP, Subduction zone structure from deep seismic reflection imaging in the Lesser Antilles, Guadeloupe-Antigua sector, encadrement : N. Feuillet/H.Carton ,

Benâtre Gaelle, stage M2 (2018), IPGP, Sismotectonique du Prisme de la Barbade, Encadrement N. Feuillet/H. Carton

Blet Simon (2018), Stage M2 Université de Bordeaux/ IPGP, Etude Sédimentologique et Paléosismologique de deux bassins du prisme de la Barbade, encadrements: T. Mulder/E. Ducassou/N. Feuillet.

Benâtre Gaelle, stage M1 (2017), IPGP, Sismotectonique du Prisme de la Barbade, Encadrement N. Feuillet

Blet Simon. (2017) stage M1, Université de Bordeaux ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE ET BIOSTRATIGRAPHIQUE D'UNE CAROTTE MARINE DU BASSIN DE LA MARTINIQUE, encadrement: T. Mulder/E. Ducassou

Bouchet Olivia, stage M1 (2017), IPGP/MNHN, Essai de caractérisation par Anisotropie de Susceptibilité Magnétique de séquences turbiditiques déposées au front de l'arc des Petites Antilles encadrement : N. Feuillet/E. Moreno

Grébert Benoît (2017), stage M1, Université de Bordeaux, Etude du remplissage sé imentaire des bassins de Kalanina (pente orientale de la Martinique, encadrement : Mulder/Ducassou)

Linang Harry, stage M2 (2017), IPGP, Seismotectonic of Anguilla, Lesser Antilles, encadrement : N. Feuillet

Monteil Clément, stage M2 (2017), ENSG Nancy/université de Bordeaux, Etude sédimentaire et biostratigraphique du système turbiditique de la pente orientale martiniquaise, encadrement T.Mulder et E.Ducassou

Thesis using campaign data

Del Manzo Giulia (2023). Tephro and cryptotephrostratigraphy of deep-sea marine sequences : what could be learnt from Montagne Pelée volcano and Young Toba Tuff eruption ? PhD Thesis, Université Paris iité.


Bénâtre Gaëlle (2022). Sismotectonique du prisme de la Barbade : implications sur le potentiel sismogénique de la zone de subduction des Antilles. PhD Thesis, Université Paris Cité.


Bieber Arthur (2022). Propriétés magnétiques et physiques de carottes sédimentaires prélevées le long du prisme d'accrétion des Petites Antilles : risques naturels et influence de la lithologie sur le signal paléomagnétique. PhD Thesis, Université du Québec à Rimouski.


Cordrie Louise (2021). Identification et caractérisation des séismes passés de l'arc des Petites Antilles : simulation des tsunamis et du transport sédimentaire / Identification and characterization of the Lesser Antilles arc past earthquakes : insight from tsunami modeling and sediment transport simulation. PhD Thesis, Université de Paris.


Morena Pierre (2020). Paléosismologie et potentiel sismogène de la zone de subduction des Petites Antilles à partir de l’enregistrement sédimentaire. PhD Thesis, Univesité de Bretagne Occidentale.


Seibert Chloé (2019). Transferts Sédimentaires et Grands Séismes dans l'Arc des Petites Antilles : apport de la Paleosismologie en mer / Sedimentary transfer and Great earthquakes in the Lesser Antilles Arc : insights from submarine paleoseismology. PhD Thesis, Université Paris Diderot - Paris 7.


Fauquembergue Kelly (2018). Transferts sédimentaires sur une marge carbonatée moderne de la plate-forme à la plaine abyssale : marge nord de Little Bahama Bank, Bahamas. PhD Thesis, Université de Bordeaux. https://archimer.ifremer.fr/doc/00684/79601/


Benâtre Gaëlle (2018-), Thèse IPGP Financement ANR CARQUAKES (50%), analyse des données de géophysique haute résolution et des carottes sédimentaires pour caractériser (nature, segmentation, cinématique) les sources des tsunamis (failles, déstabilisations sédimentaires). Thèse dirigée par N. Feuillet et H. Carton

Cordrie Louise (2018-), Thèse CEA/IPGP, Financement ANR CARQUAKES (50%), Modélisation de l'impact des tsunamis et développement des codes de modélisation permettant d'inclure le transport de sédiments. Thèse dirigée par N. Feuillet et Audrey Gailler

Del Manzo Giulia (2018-), Thèse IPGP, financement INTEREG Prest Antilles/ IPGP. Histoire des grandes éruptions et chronologie des grands séismes de l'arc des Petites Antilles à partir des dépôts de cendre dans les carottes CASEIS au large de la Martinique. Thèse dirigée par A. Le Friant et B. Caron

Bieber Arthur (2016-) : Thèse en cotutelle IPGP/ Université du Québec à Rimouski (UQAR, CANADA) financée à 100% par le l'UQAR est un doctorant en Cotutelle entre l'UQAR et l'IPGP. Soutenance prévue en 2021. Signature paléomagnétique des sédiments déposés lors d'événements extrêmes dans l'arc des Petites Antilles (séismes, éruptions volcaniques et ouragans) dans les bassins profonds du prisme et la fosse. Thèse dirigée par G. St Onge et N. Feuillet

Morena Pierre (2016-2020), Thèse IFREMER/Université Sophia Antipolis (financement ministère/IFREMER), Soutenue le 28 septembre 2020, Transfert sédimentaire et Grands Séismes dans la partie nord de l'arc des Petites Antilles : apport de la Paléosismologie en mer . Thèse dirigée par Frauke klingelhoefer, Antonio Cattaneo et G. Ratzov.

Siebert Chloé (2015-2019) : Thèse de l'Université Paris 7-IPGP, Financement ministériel. Thèse soutenue en Juillet 2019. Transfert sédimentaires et Grands Séismes dans l'Arc des Petites Antilles : apport de la Paléosismologie en mer. Travaux de paléosismologie en mer dans la partie central de l'arc des Antilles. Thèse dirigée par N. Feuillet