Published January 31, 2024 | Version v1
Journal article

Sedimentary Records in the Lesser Antilles Fore‐Arc Basins Provide Evidence of Large Late Quaternary Megathrust Earthquakes

Others:
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Géoazur (GEOAZUR 7329) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Université Grenoble Alpes (UGA)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC) ; Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) ; Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)) ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Dipartimento di Scienze della Terra [Pisa] ; University of Pisa - Università di Pisa
Département des sciences de la Terre ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
ANR CARQUAKES (contract number ANR-17-CE3-0006), LABEX UnivEarthS project (AT001), Interreg Caraïbes PREST, FEDER, and European Community program number CCI 2014TC16RFTN008, CNRS-INSU, University Côte d'Azur (CSI 2016-DR-066) and the Observatoire Côte d'Azur

Description

Abstract The seismic potential of the Lesser Antilles subduction zone is poorly known and highly debated. Only two damaging earthquakes have been reported in the historical period, in 1839 and 1843, but their sources and magnitude are still uncertain. Global Navigation Satellite Systems and coral data contradict each other, and no conclusion has been reached on the coupling ratio of the plate interface. Given the threat posed by the possible occurrence of a large megathrust earthquake, it is crucial to gain information on prehistorical events. We present the results of a submarine paleoseismological study that covers an exceptional ∼120 Kyr‐long period. We studied the sediments sampled in six up to 26 m‐long piston cores collected in deep fore‐arc basins located over the epicentral region of the 1843 earthquake. Using a multiproxy approach combining geophysical, geochemical, and sedimentological analysis, biostratigraphy and radiocarbon dating, we identified, characterized, and dated numerous event deposits that we then correlated with the sampled basins over an up to 160 km‐long area. We show that at least 33 earthquakes likely triggered these sediment remobilizations in the last 120 Kyr. Four of these events promoted exceptional deposits of turbidites + homogenites. From peak ground acceleration calculated for potential earthquakes occurring on various faults, and the absence of deposits linked to the historical earthquakes, we propose that the sources are likely megathrust earthquakes. Over the last 60 Kyr, we inferred at least three 15–25 Kyr‐long seismic cycles in which the recurrence times of earthquakes shortens from ∼5 to ∼2 Kyr.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
February 6, 2024
Modified:
February 6, 2024