Océano Profundo 2018 : Exploration des habitats en eaux profondes au large de Porto Rico et des îles Vierges américaines

Figure 1 : Carte de la limite des plaques tectoniques Amérique du Nord – Caraïbes. Les couleurs indiquent la profondeur sous le niveau de la mer et l’élévation sur terre. Les chiffres en gras sont les années des tremblements de terre historiques de taille modérée (plus grande que la magnitude 7 environ) écrits à côté de leurs emplacements approximatifs. L’astérisque indique l’emplacement du séisme du 12 janvier 2010 en Haïti. Les lignes barbelées montrent la limite où une plaque ou un bloc plonge sous l’autre. Les lignes lourdes avec des demi-flèches représentent les failles le long desquelles deux blocs se croisent latéralement. Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’U.S. Geological Survey. Télécharger l’image (jpg, 261 KB).

Puerto Rico, les îles Vierges à l’est et l’est d’Hispaniola à l’ouest, sont situés sur une zone de frontière de plaque active entre la plaque nord-américaine et le coin nord-est de la plaque des Caraïbes (figure 1). La plaque des Caraïbes, vieille d’environ 80 millions d’années, est grossièrement rectangulaire et glisse vers l’est à une vitesse d’environ deux centimètres par an par rapport à la plaque nord-américaine. Le mouvement le long de sa limite septentrionale (dans la région de la zone limite des plaques) est principalement un mouvement de glissement (mouvement latéral entre les plaques), avec une petite composante de subduction (une plaque s’enfonce sous l’autre plaque). En revanche, la plaque des Caraïbes, plus à l’est, chevauche la plaque nord-américaine, créant l’arc insulaire des Petites Antilles avec ses volcans actifs. Il n’y a actuellement aucun volcan actif à Porto Rico et dans les îles Vierges ; les derniers volcans étaient actifs il y a environ 30 millions d’années.

La fosse de Porto Rico (figure 2) se trouve au nord de Porto Rico et constitue la partie la plus profonde de l’océan Atlantique, avec des profondeurs d’eau dépassant 8 300 mètres (5,2 miles). Sa profondeur est comparable à celle des profondes tranchées de l’océan Pacifique. Les tranchées du Pacifique sont situées aux endroits où une plaque tectonique se subduit ou glisse sous une autre. La fosse de Porto Rico, en revanche, est située à la limite entre deux plaques qui glissent l’une sur l’autre avec seulement une petite composante de subduction. La fosse est moins profonde là où la composante de subduction est plus importante.

Figure 2 : Bathymétrie du coin nord-est de la plaque des Caraïbes. Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’U.S. Geological Survey. Télécharger l’image (jpg, 198 KB).

Les fonds marins exceptionnellement profonds ne se limitent pas à la fosse, mais s’étendent également plus au sud, vers Porto Rico, où une épaisse plate-forme calcaire (carbonate), qui s’est initialement déposée en couches plates près du niveau de la mer, est maintenant inclinée vers le nord à un angle uniforme. Son bord nord se trouve à une profondeur de 4 200 mètres (2,6 miles), et son bord sud peut être trouvé sur la terre ferme à Porto Rico à une altitude de quelques centaines de mètres.

Au sud de Porto Rico et des îles Vierges, la fosse de Muertos et les bassins sédimentaires profonds tels que les bassins de Whiting et des îles Vierges reflètent en outre l’activité tectonique passée et en cours. Cette longue histoire géologique d’activité aux frontières des plaques a créé un terrain sous-marin complexe qui reste largement inexploré.

La région présente une sismicité élevée et une histoire de séismes de forte magnitude (figure 1), notamment un séisme de magnitude 7,5 centré au nord-ouest de Porto Rico en 1943 et des séismes de magnitude 8,1 et 6,9 au nord d’Hispaniola en 1946 et 1953, respectivement. Historiquement, d’autres grands séismes ont également frappé la région, comme celui de 1787 (magnitude ~8,1), probablement dans la fosse de Porto Rico, et celui de 1867 (magnitude ~7,5) dans la fosse d’Anegada, au sud des îles Vierges.

Le risque de tsunamis dans cette région est également apparent. Immédiatement après le séisme de 1946, un tsunami a frappé le nord-est d’Hispaniola et s’est déplacé vers l’intérieur des terres sur plusieurs kilomètres. Certains rapports indiquent que près de 1 800 personnes se sont noyées. En 1918, un séisme de magnitude 7,5 a provoqué un tsunami qui a tué au moins 40 personnes dans le nord-ouest de Porto Rico.

En gros, toutes les causes connues de tsunamis sont présentes dans les Caraïbes – tremblements de terre, glissements de terrain sous-marins, éruptions volcaniques sous-marines, écoulements pyroclastiques subaériens dans l’océan et tsunamis majeurs appelés télétsunamis. En raison de sa forte densité de population et de son développement important près de la côte, Porto Rico présente un risque important de tremblements de terre et de tsunamis.