Cinématique et déformation associées à l'extension continentale et l'accrétion océanique : à l'Est d'Aden

Processes of continental extension and oceanic seafloor spreading are investigated with a kinematic and tectonic approach in different geodynamic settings from intraplate deformation to continental breakup, rifting at ridge axis, and opening of back-arc basins. We focus on the Gulf of Aden, a type example of young oceanic basin, which offers the opportunity to study the process of continental splitting from the tension in the African continental lithosphere to its thinning and breakup, and then to the emplacement of a new spreading ridge. The rifting history preserved in the passive margins, which can be studied onland, and the history of oceanic spreading recorded by seafloor magnetic anomalies, are reconstructed. We first present a synthesis of kinematic works in the Gulf of Aden. The survey of the Arabia-India-Somalia triple junction during the AOC cruise allows us to reconstruct its evolution since its formation 20 Ma ago, to reappraise the present-day kinematics of the Arabia-India plate boundary, and to calculate a high definition kinematic model for the Arabia-Somalia motion. Our results show that oceanic spreading started in the eastern Gulf of Aden 20 Ma ago and that the oceanic ridge propagated westward in less than 4 m.y., with an extremely fast propagation rate of about 35 cm yr-1. The "passive" propagation resulted from the rigid rotation of the Arabia and Somalia plates about a relatively stationary Euler pole. The kinematic part is completed by tectonic works undertaken onland and at sea on the continental margins and the Arabian platform. We show that the Arabo-African lithosphere was under tension before extension localized in the Red Sea-Gulf of Aden rift system at the time of the emergence of the Afar mantle plume 30 Ma ago. In the Gulf of Aden, our studies provide insights on the segmentation and evolution of the 3D architecture of the passive margins in relation with oblique rifting, the asymmetry of conjugate margins and the role of detachment faulting, and the evolution of rift escarpments controlled by tectonic and climatic parameters. The third part is devoted to studies out of the regional framework of the Gulf of Aden. Relationships between kinematics and deformation are investigated in the case of rifting at the axis of oblique spreading ridges and in the case of back-arc basins with the example of the Okinawa Trough. We also present an experimental approach of widespread extension in continental domain controlled by collision-subduction interplay. Finally, ductile extension in mountain belts is mentioned through the example of the Alpine Corsica and the Alpine "schistes lustrés". We take this opportunity to present recent results on the evolution of the Vélodrome fold at the front of the Alpine nappes. In the last section, we present a research project for the next years on the localisation and the spatial and temporal evolution of plate boundaries with respect to kinematic boundary conditions and lithosphere rheology, through the example of the Arabia-India plate boundary.Les processus d'extension continentale et d'accrétion océanique sont étudiés avec une approche cinématique et tectonique dans différents contextes géodynamiques depuis la déformation intra-plaque jusqu'à la fragmentation des continents, le rifting à l'axe des dorsales et l'ouverture des bassins arrière-arc. L'accent est mis sur le golfe d'Aden, un exemple remarquable de bassin océanique jeune qui offre l'opportunité de suivre le processus de fragmentation continentale depuis la mise en tension de la lithosphère africaine, jusqu'à son amincissement et sa déchirure, puis la mise en place d'une nouvelle dorsale. L'histoire du rifting conservée dans les marges passives qui affleurent à terre et l'histoire de l'ouverture océanique enregistrée dans les anomalies magnétiques sont reconstituées. Une synthèse des travaux cinématiques dans le golfe d'Aden est d'abord présentée. L'exploration du point triple Arabie-Inde-Somalie pendant la campagne AOC a permis de reconstruire son évolution depuis sa formation, de réévaluer la cinématique actuelle de la frontière Arabie-Inde et de calculer un modèle cinématique haute définition du mouvement Arabie-Somalie. Ces résultats montrent que l'accrétion océanique a démarré dans le golfe d'Aden oriental il y a 20 Ma et que la dorsale s'est propagée en moins de 4 Ma en direction du point chaud Afar, avec un taux de propagation extrêmement rapide de l'ordre de 35 cm an-1. La propagation "passive" résulte de la rotation rigide des plaques Arabie et Somalie autour d'un pôle d'Euler quasiment stationnaire. Le volet cinématique est complété par des travaux tectoniques réalisées à terre et en mer au niveau des marges continentales et de la plateforme arabe. Ils montrent que la lithosphère arabo-africaine était sous tension avant la localisation de l'extension dans le système de rifts Mer Rouge-golfe d'Aden lors de la mise en place du point chaud Afar à 30 Ma. Au niveau du golfe d'Aden, ces études permettent de progresser sur la segmentation et l'évolution 3D de l'architecture des marges passives en liaison avec le rifting oblique, l'asymétrie des marges conjuguées et le rôle des failles de détachement, et l'évolution des escarpements de marge contrôlée par la tectonique et le climat. Une troisième partie est consacrée à des travaux qui sortent du cadre régional du golfe d'Aden. Les relations entre cinématique et déformation sont explorées dans le cadre du rifting à l'axe des dorsales à accrétion oblique et dans celui des bassins arrière-arc à travers l'exemple du fossé d'Okinawa. Une approche analogique de l'extension distribuée en domaine continental contrôlée par l'interaction collision- subduction est aussi présentée. Enfin, l'extension ductile dans les chaînes de montagne est évoquée à travers l'exemple de la Corse alpine et des schistes lustrés alpins. Ces exemples alpins sont mis à profit pour présenter des résultats récents sur l'évolution du pli du Vélodrome au front des nappes alpines. Le dernier volet est consacré à un projet de recherche qui sera développé dans les prochaines années sur la localisation et l'évolution spatiale et temporelle des frontières de plaques en fonction des conditions aux limites cinématiques et de la rhéologie de la lithosphère, à travers l'exemple de la frontière Arabie-Inde