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Retour de la campagne SHEOPS

A la recherche des connexions Terre-Mer et des transferts sédimentaires de la plate-forme aux canyons sous-marins au large de Sao Luis, Brésil. Cette campagne, a été dirigée par le laboratoire LGO et le laboratoire LGS d’Ifremer en collaboration avec l’Université de Nantes et les Universités brésiliennes de Rio de Janeiro.

 

 

 

 

 

A la recherche des connexions Terre-Mer et des transferts sédimentaires de la plate-forme aux canyons sous-marins au large de Sao Luis, état de Maranhão, Brésil.

Du 26 Mai au 11 Juin 2017 a eu lieu la campagne SHEOPS (SHelf EvOlution of Pleistocene Sediment, Sao Luis) à bord du navire océanographique de l’IRD, L’Antéa.


Cette campagne, impliquant une douzaine de scientifiques  a été proposée et dirigée par le laboratoire LGO (M. Rabineau, CNRS) et le laboratoire LGS d’Ifremer (Daniel Aslanian) en collaboration avec l’Université de Nantes (LETG-Geolittomer) et les Universités brésiliennes de Rio de Janeiro : Faculdade de Oceanografia (UERJ) et LAGEMAR (UFF).

L’objectif de cette étude est de caractériser les variations spatio-temporelles des dépôts quaternaires au large de la baie de Sao Marcos et la baie do Arraial (au large de Sao Luis, Nord Brésil). En d'autres termes, on cherche à comprendre et définir un modèle en 4 dimensions de l’architecture sédimentaire depuis le plateau continental jusqu’au « deep-sea fan». L’architecture générale de la marge a été étudiée et imagée lors des campagnes académiques brésiliennes LEPLAC (2004, 2012, Reis et al., 2016). La pente continentale avait aussi été échantillonnée récemment lors de la Campagne MAGIC (Figure 1, Coll. Ifremer/IUEM/Petrobras/Univ Brasilia, Aslanian, Moulin et al., 2016). Il s’agissait pendant la campagne de SHEOPS de compléter l’image par la caractérisation bathymétrique et profileur de sédiment sur le plateau continental (zones 1, 2 et 3) afin d’obtenir l’intégralité des connexions plate-forme-pente.

La campagne qui a permis de collecter : 1650 milles de levés bathymétriques (SMF3002) et de profils Sparker ou Boomer permettant d’imager les premières dizaines de mètres de l’empilement sédimentaire. Des données ADCP et de thermosalinité ont aussi été enregistrées en continue et complétées par 28 stations CTD qui donneront des indications sur les masses d’eau et l’existence (ou non) de couches néphéloïdes.

Ces nouvelles données montrent un large champ de dunes orientées NW-SE, couvrant une surface d'environ 40 x 50 milles à 30-55 m de profondeur d'eau (Figure 2-A). Ces dunes géantes varient de 3 à 6 m de haut pour des longueurs dépassant 7 km. Elles sont plus largement espacés au delà de 60 m de profondeur d'eau et disparaissent complètement après 70 m de profondeur d'eau, près de la rupture de la pente. Ce système des dunes semble être lié à la direction principale de la houle, venant du nord-est. La partie externe de la plate-forme sous 70 à 100 m de profondeur d'eau, montre une zone sans dune avec une plate-forme (carbonaté) plus ancienne et des affleurements de roche ou de récifs épars (Figure 2-B). Enfin, les têtes de canyon dissèquent la pente, à partir de 100 m de profondeur d'eau, mais sans profondes incisions sur la plate-forme interne (pas de vallées incisées). Seule une paléo-rivière faiblement incisée est préservée sur la plate-forme externe (Figure 2-C).  Quelques dépressions circulaires sont disséminées sur la plate-forme (Figure 2-D).
Ces premiers résultats semblent montrer qu'il n'y a plus de connexions directes entre le continent et la pente continentale. Le sable stocké sur la plate-forme est redistribué sous forme de grandes dunes et n'atteint pas les têtes des canyons (Figure 2-E) ni les interfluves (pas de sable dans la carotte MGC06) et ne sera donc pas transféré vers le bassin profond. D'autres recherches sont nécessaires pour comprendre si des paléo-vallées ont existées et ont été érodées au cours de la dernière remontée du niveau de la mer ou si cette partie externe de la marge a toujours fonctionné comme une zone de non-dépôt.
Enfin, des structures parfaitement circulaires en creux de taille variable pouvant aller jusqu’à une centaine de mètres pour une profondeur de 6 à 10 mètres, sont observées dans plusieurs régions (Figure 2). Ces « cratères » présentent un profil thermique plus élevé et une activité biologique beaucoup plus élevé qu’alentour.



Figure 1 : Localisation des trois zones d’étude de la mission SHEOPS-2017 qui complètent les levés de la mission MAGIC-2012.



Figure 2 : Quelques résultats de la campagne SHEOPS (rapport de mission, 2017) - A) Champ de dunes, B) pinnacles probablement carbonatés en bord de plate-forme C) Paléo-Rivière méandriforme aux abords d’un canyon D) dépression bathymétrique circulaire (diamètre 65m ; 5m de profondeur) E) Coupe verticale à travers un canyon.

Contacts :
M. Rabineau, marina.rabineau@univ-brest.fr, 02 98 49 87 28 (CNRS/LGO)
D. Aslanian, aslanian@ifremer.fr (Ifremer/REM/GM/LGS)
Agnes Baltzer, agnes.baltzer@univ-nantes.fr (Univ Nantes/LETG)
T. Dos Reis, tadeu.reis@gmail.com (UERJ/Faculdade de Oceanografia)
C. Guizan, cguizan@id.uff.br (UFF/Departamento de Geologia e Geofísica Marinha)

Sheops team : M. Rabineau, A. Baltzer, D. Aslanian, Tadeu Dos Reis, Massinissa Benabdelhaoued, Breylla Campos Carvalho, Marcela Coronel Lopes, Mickael Beauverger, Christophe Prunier, Vinicius Collares Dalla Riva, Carlos Daniel Sodre Veira, Zohra Mokeddem, Pascal Le Roy, Josefa Varela Guerra, Cleverson Guizan.