Le projet de campagne CIRCEE-HR propose une étude néo-tectonique de la marge active du Sud de l’Italie (Calabre - Est-Sicile). Cette région a été frappée par plusieurs grands séismes et tsunamis historiques (1693 - 60.000 morts, 1908 - 72.000 morts), parmi les plus meurtriers au monde. Le séisme de 1908 (mécanisme à failles normales dans le détroit de Méssine) a généré un important courant turbiditique qui a rompu des câbles sous-marins. L’origine de plusieurs autres séismes puissants (1169, 1542, 1693) reste malheureusement inconnue. Certaines structures crustales majeures ont été proposées comme étant sismogènes (comme l’escarpement de Malte, une faille de déchirure lithosphérique, le plan de faille de la subduction et des "splay faults" associées). Les objectifs principaux de cette campagne sont de déterminer l’activité de ces failles sous la Mer Ionienne au large de la Sicile et de mieux contraindre le degré d’activité du prisme d’accrétion (déformation sédimentaire, activité de fluides, régime thermique) et ainsi son potentiel sismogène. Un autre objectif majeur est d’essayer d’établir la période de récurrence de grands séismes dans cette région (en étudiant les enregistrements sédimentaires par les dépôts de turbidites). Une méga-turbidite (homogénèite de Augias) datée à 3,5 ka recouvre l’ensemble de la plaine abyssale Ionienne avec une épaisseur de 10-15 m et un volume supérieur à 100km3. Cette couche servira comme marqueur stratigraphique pour mettre en évidence les déformations récentes dans le domaine abyssal.

Les méthodes appliquées sont de la sismique HR et THR pour imager les couches sédimentaires superficielles, de la cartographie bathymétrique, du carottage gravitaire Kullenberg et carottier d’interface et/ou multitubes pour échantillonner les turbidites récentes avec des mesures de flux de chaleur simultanées. Les images sismiques permettront de choisir les cibles de carottage. Des études de sismique lourde (SMT + OBS) sont envisagées dans un deuxième temps lors de futurs demandes de campagne avec des partenaires européens. Les résultats de ces études aideront à mieux estimer l’aléa sismique de cette subduction ultra-lente et pourront être appliqués à des subductions comparables. Cette étude s’intègre dans un projet européen FP7 intitulé ASTARTE (risque de tsunami en Europe) et dans le chantier INSU prioritaire Méditerranée (programme MISTRALS action TerMEx). La durée prévue pour la campagne est de 23j avec un départ depuis et retour à un port en Est- Sicile, en priorité Catane. La campagne sera découpée en 2 Legs, 1er Leg du 2-10 Oct. et le 2ème Leg du 11-24 Oct., avec une escale d’une nuit (du 10 au 11 Oct.) prévue à Augusta pour permettre la relève d’une partie de l’équipe scientifique embarquée.

 

The aim of the CIRCEE-HR cruise proposal is to conduct a neo-tectonic study of the Calabrian subduction zone offshore Southern Italy, a region struck repeatedly by the most destructive earthquakes in European history. This oceanographic expedition will study the sources of the 1693 Catania earthquake (60,000 killed) and the 1908 Messina earthquake, which produced intensity X-XI shaking and tsunamis. The 1908 (normal faulting mechanism) earthquake triggered a turbidite flow, which ruptured submarine cables. The source of some strong historical earthquakes (1169, 1542, 1693) remains unknown. Several crustal scale structures have been proposed as being seismogenic: the Malta escarpment, a lithospheric tear fault (STEP), the subduction fault plane and other related faults. The main objectives of this cruise are thus to seek evidence of active faults associated with these structures, and to characterize the degree of activity of the Calabria accretionary wedge (sedimentary deformation, dewatering processes and the thermal regime) in order to better assess its seismogenic potential. Another major objective is to try to determine the typical recurrence interval for large earthquakes in the region (by coring and dating of turbidites triggered by great earthquakes). A mega-turbidite dated at 3.5 ka covers the entire floor of the Ionian abyssal plain with a thickness of 10-15m representing a volume of > 100km3. This layer will serve as a stratigraphic marker to identify recent deformation in the abyssal domain.

The methods we applied are high-resolution seismics and sub-bottom profiling (chirp), bathymetric swathmapping, gravity coring of the turbidite deposits with simultaneous heat-flow measurements. A deep seismic survey (MCS + OBS) to investigate the crustal structure is planned in the future in cooperation with European partners. The results of these studies will help improve our assessment of seismic hazard in this ultra-slow subduction zone as well as other similar zones. This study is part of a European FP7 project ASTARTE (tsunami hazard in Europe) as well as part of the French INSU priority research program on the Mediterranean (Mistrals - TerMEx). The cruise is planned for 23 days. The research vessel will set sail and return to a port in Eastern Sicily, preferably Catania. The cruise will be divided into 2 Legs, 1st Leg 2-10 Oct. and the 2nd Leg 11-24 Oct., with a port call (overnight from 10 to 11 Oct.) tentatively planned in Augusta in order to allow a rotation of the scientific shipboard party.