Expliquer la morphologie et le relief de la côte iranienne du Makran

Le prisme du Makran, qui caractérise la côte sud de l’Iran, résulte d’une importante accumulation de sédiments océaniques au niveau d’une fosse de subduction. Si la structuration interne du prisme d’accrétion est principalement liée à la convergence des deux plaques tectoniques, une part de sa morphologie semble associée à la présence de monts sous-marins entrant dans la zone de subduction, mais également à un effet de sous-placage sédimentaire.

Une importante accumulation de sédiments au niveau des fosses de subduction

Les prismes d’accrétion sont de grandes structures sédimentaires qui se forment au niveau des fosses de subduction, alors qu’une plaque océanique s’enfonce sous une plaque continentale. Cette dernière agit en effet comme un rabot, qui va progressivement racler l’épaisse couche de sédiments présente sur la croûte océanique entrant en subduction. L’accumulation de sédiments qui va ainsi se créer au front de la zone de subduction va former un corps de plusieurs kilomètres d’épaisseur, à la structuration interne complexe, qui se présente sous la forme de multiples écailles sédimentaires imbriquées. La taille et la morphologie du prisme va cependant dépendre des caractéristiques de la zone de subduction (âge de la croûte océanique, épaisseur de la couverture sédimentaire, angle de subduction, morphologie du rabot continental…).

Dans ce contexte, le sud de l’Iran est caractérisé par la présence du plus grand prisme d’accrétion au monde, connu sous le nom de prisme de Makran. Ce prisme d’accrétion résulte de la subduction de la plaque Arabe sous la plaque Eurasie, active depuis le début du Crétacé. Cette gigantesque structure sédimentaire fait environ 1 000 km de long pour 400 km de large. Sous l’effet de la convergence et de la compression du prisme, une grande partie est aujourd’hui exposée à l’air libre et accrétée sur la partie continentale. La partie active est par contre située dans le domaine marin et enregistre toute la déformation liée à la convergence des deux plaques.

Paysage de la région du Makran dans le sud de l’Iran © Baluchistan, Flickr, CC BY-SA 2.0

Monts sous-marins et sédiments sous-plaqués pour expliquer l’architecture du prisme du Makran

C’est à cette zone bien particulière que se sont intéressés Sepideh Pajang de l’ISTeP et ses collègues. Plus spécifiquement, ils ont étudié les relations qui existent entre les structures profondes localisées sur la croûte océanique plongeante et l’architecture du prisme d’accrétion. La croûte océanique n’est en effet pas régulière, ni lisse et il semblerait qu’un ou plusieurs monts sous-marins soient en train d’entrer dans la zone de subduction. Mais dans quel mesure la présence de ces reliefs influence-t-elle la structure du prisme ? De plus, il est également possible qu’une part non négligeable de la couverture sédimentaire ne soit pas accrétée au front du prisme mais soit au contraire emportée en profondeur, formant une couche de sédiments à l’interface entre les deux plaques tectoniques.

À l’aide de simulations thermomécaniques prenant en compte le flux de chaleur et la vitesse de convergence, les chercheurs ont ainsi mis en évidence qu’environ 50% des sédiments présents sur la croûte océanique ne sont en effet pas accrétés au niveau du front du prisme, mais vont être transportés en dessous. Ils vont finir par s’accumuler sous la forme d’un corps sous-plaqué dans la zone la plus interne du prisme, expliquant l’architecture des failles observées dans cette région et le soulèvement du prisme au niveau de la côte. L’étude, publiée dans la revue Tectonophysics, révèle également que la présence de monts sous-marins à la base des sédiments accrétés induit elle aussi une intense déformation tectonique dans le prisme lui-même et explique l’observation de failles normales s’enracinant profondément de manière très localisée.

La déformation à l’intérieur du prisme en lien avec la convergence des plaques dans cette région est capable de provoquer des séismes particulièrement puissants, parfois associés à des tsunamis. Comprendre l’architecture du prisme son origine et son évolution est donc essentiel en regard du risque sismique.

Brève rédigée par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Sepideh Pajang, Mohammad Mahdi Khatib, Mahmoudreza Heyhat, Nadaya Cubas, Eloise Bessiere, Jean Letouzey, Mohammad Mokhtari, Laetitia Le Pourhiet, The distinct morphologic signature of underplating and seamounts in accretionary prisms, insights from thermomechanical modeling applied to Coastal Iranian Makran, Tectonophysics, Volume 845, 2022, 229617, ISSN 0040-1951, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229617.