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3 case studies on the Caribbean plate (Cretaceous : Nicoya Peninsula, Costa Rica, Tertiary : Hess Rise, and La Desirade, Guadeloupe, France)
Thèse soutenue par Philippe Weber le 7 juin 2013, Institut des sciences de la Terre (ISTE)
Les datations par rapports isotopes du strontium permettent de dater des roches carbonatées ainsi que des fossiles calcitiques et aragonitiques. Diverses études effectuées depuis une trentaine d’années sur des roches d’âge commes ont permis d’établir des courbes de référence montrant l’évolution des ratios des isotopes du strontium à travers le temps. Dès lors, si un ratio est mesuré, il suffit de le comparer avec ces courbes pour obtenir un âge. Cette méthode est très délicate car des contaminants, c’est à dire la présence de grains ou liquides ayant des caractéristiques chimiques variables peuvent interférer et influencer les mesures. Leur présence peut induire une mauvaise datation d’un échantillon.
Durant cette étude, cette méthode a été appliquée à des échantillons provenant de trois régions différentes des Caraïbes, à savoir de La Désirade en Guadeloupe (France), de la Péninsule de Nicoya au nord-ouest du Costa Rica et du haut fond de Hess afin de mieux comprendre les évolutions de ces régions dans le temps.
Les différentes couches géologiques présentes sur la Péninsule de Nicoya au nord ouest du Costa Rica sont étudiées depuis plusieurs décennies. Leur contexte géologique est complexe: plusieurs entités géologiques de nature différente ont été accrétés depuis le Crétacé supérieur; l’accrétion de ces entités étant liée à la subduction de la plaque tectonique pacifique sous la plaque tectonique des Caraïbes. La présence de grands bivalves calcitiques, les Inoceramides, permet de dater les roches étudiées aux Crétacé supérieur. Cette étude a été effectuée afin de conforter et d’étendre des âges préalablement attribués par du microplancton siliceux et par des mesures radiogéniques. Finalement, la présence de matière siliceuse et de couches d’origine volcanique, constituant les contaminants, restreint les datations des isotopes du strontium, celles-ci étant très facilement influencé par leur présence. Néa!Ulloins il a été possible de dater des couches géologiques des formations de Nambi, Piedras Blancas et Quebrada Pavas.
L’escarpement de Hess ainsi que le haut fond de Hess sont des structures géologiques peu étudiées. Ceci est intiment lié à leur situation, des profondeurs de 2000 -4000 rn rendent un échantillonnage facile impossible. Les échantillons ont été récoltés lors d’une croisière scientifique à bord du bateau Meteor. Les échantillons sédimentaires étudiés sont des calcaires qui ont été formés dans de faibles profondeurs d’eau. Il s’avère que ces calcaires se sont déposés sur des volcans sous-marins et formaient il y a quelques millions d’années des atolls. Connaître l’âge de ces calcaires est donc le premier pas vers une compréhension événements qui ont placés ces roches et volcans dans leur situation actuelle. Cette étude a permis de contraindre l’âge de ces roches à l’Oligocène, il y a quelques 24-30 millions d’armées. De plus, il a été possible d’indiquer que cet affaissement ait eu lieu au plus tard au Miocène inférieur il y a quelques 20-22 millions d’années.
Le premier sujet discute les calcaires de La Désirade en Guadeloupe. Sur base de mesures des isotopes du strontium, des âges précis ont pu être attribués aux couches géologiques de cette île. De plus, des récifs frangeants situés aujourd’hui à des niveaux d’élévation différents ont pu être datés. La datation de ces récifs permet de calculer à quelle vitesse cette ile est sortie de la mer. De plus la contrainte d’âge Miocène tardif à Pléistocène (5.20 – 2.40 millions d’années) permet de présenter un nouveau modèle d’ascendance et de subsidence qu’a du subir cette île située à quelques encablures de la zone de subduction des Antilles. Cette étude montre que si cette île se trouvaient un jour très proche du niveau de la mer, elle a du subsidier afin de créer de l’espace pour la mise en place des couches calcaires. Finalement des contraintes géologiques ont fait remonter La Désirade à sa position actuelle.