Hommage au Professeur Jean Aubouin (Président de l’Académie des Sciences 1989-1990)

Contribution majeure à la tectonique des plaques

Par Jacques Bourgois *

* De 1981 à 1985, Jacques Bourgois a été Directeur adjoint du Laboratoire de Tectonique de l’Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) dirigé par le Professeur Jean Aubouin; Laboratoire Associé 215 du CNRS.

Jacques Bourgois a été l’un des membres de l’équipe scientifique du DSDP Leg 84 du R/V Glomar Challenger.

1- Lettre ouverte au Professeur Alain Fischer, Président de l’Académie des Sciences

Monsieur le Président,

Je découvre un texte des « Comptes Rendus Geoscience » intitulé : “Jean Aubouin et les chaînes de montagnes : des observations aux synthèses. L’itinéraire scientifique d’un géologue au rayonnement international”.

La brillante carrière que retrace cet article est bien celle du géologue d’exception connue de tous. Cependant, la description minutieuse qui en est faite présente un caractère quelque peu attendu. Elle occulte selon moi l’innovation scientifique majeure de la carrière du Professeur Jean Aubouin, celle associée à ce qu’il avait dénommé « La marche à la mer ». Ce fut en effet le virage brutal d’une conception formalisée des chaînes alpines européennes et péripacifiques vers une vision actualiste basée sur l’analyse de la déformation active aux frontières convergentes des plaques.

La découverte centrale associée aux résultats du Leg 84 du Deep Sea Drilling Project (Co-Chef de mission, Jean Aubouin) est la dissociation du concept de convergence des plaques d’avec celui de compression de la marges continentale active. C’est un changement de paradigme qui amande profondément  la tectonique des plaques. Les attendus de cette découverte sont toujours d’actualité en terme de géodynamique et de sismogenèse.

Pour avoir occupé dans les années 80 la direction adjointe du Laboratoire que dirigeait le Professeur Jean Aubouin, et avoir participé comme scientifique à l’expédition 84 du Glomar Challenger, je prend ici la liberté de vous communiquer un texte court qui montre le rôle précurseur joué par le Professeur Jean Aubouin dans la publication et la compréhension de l’un des deux processus majeurs de la dynamique des plaques.

Je vous prie de croire, Monsieur le Président, en mes sentiments de profonde considération.

Dr Jacques Bourgois,  Carnac le 27 juillet 2023, bourgoisjacques@gmail.com

https://www.researchgate.net/profile/Jacques_Bourgois

2-Contribution majeure du Professeur Jean Aubouin à la tectonique des plaques.

Le régime en tension et la subsidence de la marge continentale active du Guatemala sont les signatures tectoniques de la convergence des plaques Cocos et Caraïbes. Avec le Leg 84 du Deep Sea Drilling Project (DSDP), la marge convergente du Guatemala devient le modèle des marges actives en extension (C.E. Margins).

Ce modèle consacre la disjonction de la convergence des plaques (subduction) d’avec l’accrétion tectonique (compression) du pied de la marge active. Cette révolution conceptuelle est un apport fondamental à la tectonique des plaques. L’historique de la publication des résultats du Leg 84 démontre le rôle central de l’équipe française dirigée par le Professeur Jean Aubouin.

L’expédition 84 du Glomar Challenger

Le Leg 84 du Deep Sea Drilling Project (DSDP) avait pour objectifs de forer  une tranversale complète de la marge continentale pacifique du Guatemala et du Costa Rica (janvier et février 1982, de Balboa, Panama à Manzanillo, Mexique). Les Chefs de mission de cette expédition du R/V Glomar Challenger  étaient le Professeur Jean Aubouin  de l’Université Pierre et Marie Curie et le Dr Roland von Huene  de l’US Geological Survey, Jacques Bourgois (Université Pierre et Marie Curie) était membre de l’équipe scientifique (Fig. 1).

Contexte scientifique

Le Leg 84 du Glomar Challenger, avait pour objectif le contrôle du modèle d’accrétion tectonique proposé par Seely et al. (1974), Seely (1979) pour la marge active du Guatemala. A cet endroit la plaque océanique convergente des Cocos plonge sous la marge continentale de la plaque Caraïbes. Des écailles tectoniques du matériel sédimentaire de la plaque plongeante des Cocos étaient supposées s ‘accumuler au pied de la marge continentale guatémaltèque.

Le Leg 84 venait compléter les résultats du Leg 67 (Chefs de mission Roland von Huene et Jean Aubouin, juin 1979, Jacques Azéma était membre français de l’équipe scientifique). Ce dernier avait foré le mur externe de la fosse, c’est-à-dire la plaque plongeante des Cocos. Les résultats du Leg 84 additionnés à ceux du Leg 67 permettaient de reconstruire un transect complet depuis le mur externe de la fosse d’Amérique Centrale (plaque plongeante des Cocos) jusqu’au mur interne, marge continentale active du Guatemala (Fig. 2).

Chronologie de la Publication des résultats

Au sortir de la campagne du Leg 84 (fin février 1982), un premier article (Aubouin et al. 1982a, mars) permettait à l’équipe française de publier une vision géodynamique globale des résultats. Le modèle d’un nouveau type de marge active: les C.E. Margins (Convergent Extensional Margins) voyait le jour, moins d’un mois après l’expédition du R/V Glomar Challenger.

Par la suite (Aubouin et al., 1982b, juin) une publication dans la revue Nature mettait l’accent sur l’absence d’accrétion au Guatemala. Cette frilosité d’interprétation était liée à une pression de la partie américaine de l’équipe scientifique. Elle se retranchait derrière la publication des résultats du Leg 66 (Moore et al, 1979). Cette campagne avait en effet proposé qu’une accrétion active caractériserait le mur interne de la fosse d’Amérique Centrale au Mexique. L’argumentaire basé sur la sédimentologie du matériel foré le long de la marge du Mexique était pourtant peu convaincant. Pour bien comprendre les enjeux scientifiques de l’époque, il convient de rappeler ici qu’une communauté scientifique importante pensait encore qu’une chaîne de montagne pouvait naître de la convergence d’une plaque océanique sous une marge continentale comme le long de la fosse d’Amérique Centrale.

Ce contexte conduisait la partie française (Jean Aubouin, Jacques Bourgois et Jacques Azéma) en y associant Roland von Huene à s’engager plus avant dans les attendus géodynamiques des résultats acquis. Outre l’absence d’accrétion il convenait de prendre en compte le régime tectonique de la marge. Le mur interne de la fosse d’Amérique Centrale du Guatemala est profondément découpé par un réseau de failles normales crustales à pendage océanique (Aubouin et al., 1982c). Ce point fondamental permettait de renforcer le modèle des marges convergentes en extension (C.E. Margins) précédemment proposé (Aubouin et al., 1982a).

Le régime tectonique en tension de la marge convergente (active) du Guatemala est l’une des deux découvertes majeures de ces cinquante dernières années. L’autre concerne sa subsidence dont les données ont été publiées postérieurement (Bourgois et al., 1984; Glaçon et Bourgois, 1985 ; Bourgois et Glaçon, 1985). Ces deux résultats sont considérés comme la signature d’une abrasion tectonique se produisant à la base inférieure du coin de la marge continentale telle qu’envisagée de manière théorique par Scholl et al. (1980).

Les résultats publiés en 1982 étaient par la suite confortés dans une série de trois articles associant les scientifiques de l’équipe française (Aubouin et al., 1984, Bourgois et al., 1984 et Azéma et al., 1985) qui permettaient en particulier d’établir les relations terre/mer en examinant l’étroite similitude géologique de la marge guatémaltèque avec le Costa Rica.

A la suite de ces travaux, il devenait classique de considérer deux types de marges actives, celles caractérisées par l’accrétion tectonique et le soulèvement (subduction accrétion), celles en tension et subsidence qui signent l’érosion tectonique (subduction érosion). La compréhension du processus de subduction et la sismogenèse associée bénéficient grandement, encore aujourd’hui, de ces résultats fondamentaux.

Publications du Professeur Jean Aubouin et de son équipe (Leg 84)

Aubouin, J., von Huene, R., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, K., Kvenvolden, K., Lienert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., Winsborough, B., 1982a, Subduction sans accrétion: la marge pacifique du Guatemala: premiers résultats du Leg 84 du Deep Sea Drilling Project (janvier-février, 1982 a), C. R. Acad. Sc. Paris, t. 294, 803-812.

Aubouin, J., von Huene, R., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, K., Kvenvolden, K., Lienert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., Winsborough, B., 1982b, Leg 84 of the Deep Sea Drilling Project, subduction without accretion: Middle America Trench off Guatemala, Nature, 297, 458-460.

Aubouin, J., Bourgois, J., von Huene, R., Azéma, J., 1982c, La marge pacifique du Guatemala: un modèle de marge extensive en domaine convergent, C. R. Acad. Sc. Paris, t. 295, 602-614.

Aubouin, J., Bourgois, J., and Azéma, J., 1984, A new type of active margin: the convergent-extensional margin, as exemplified by the Middle America Trench off Guatemala, Earth Planet. Sc. Letters, 67, 211-218.

Aubouin, J., Azéma, J., Biju-Duval, B., Bourgois, J., Mascle, A., et Tardy, M., 1984, Subduction et orogenèse. Le prisme d'accrétion de la Barbade et l'absence d'accrétion le long de la fosse d'Amérique Centrale : Deux processus prouvés et non exclusifs d'un phénomène crustal général, la subduction. C.R.Acad.Sci., Paris, t. 298, p. 351-358.

Aubouin, J., Bourgois, J., and Azéma, J., 1985, Two types of active margins : convergent-compressional margins and convergent-extensional margins. O.J.I., International Seminar ed. by Nasu et al., p. 109-129.

Aubouin, J., von Huene, R., Arnott, R.J., Baltuck, M., Bourgois, J., Helm, R., Ogawa, Y., Kvenvolden, K., McDonald, T., Taylor, E., McDougall, K., Filewicz, M., Winsborough, B., Lienert, B., 1985, Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project. U.S. Govt. Printing Office, Washington, D.C.. 67: 719-732. doi: 10.2973/dsdp.proc.84.1985

Azéma, J., Bourgois, J., Baumgartner, P.O., Tournon, J., Desmet, A., and Aubouin, J., 1985, A tectonic cross-section of the Costa Rican Pacific littoral as a key to the structure of the landward slope of the Middle America Trench off Guatemala. In  von Huene, R., Aubouin, J., et al., Init. Repts. DSDP, 84: Washington (U.S. Govt. Printing Office), 37, 831-850.

Bourgois, J., Azéma, J., Baumgartner, P.O., Tournon, J., Desmet, A., and Aubouin, J., 1984, The geologic history of the Caribbean-Cocos plate boundary with special references to the Nicoya ophiolite complex (Costa Rica) and D.S.D.P. results (Leg 67 and 84 off Guatemala) : a synthesis. Tectonophysics, 108, 1-32.

Bourgois, J., Glaçon, G., et Aubouin, J., 1984, Paléoprofondeurs des dépôts de pente du mur interne de la fosse d'Amérique centrale : Un essai à partir de l'étude des Foraminifères planctoniques (Leg 84 du N/O Glomar Challenger, Océan Pacifique Est équatorial). C.R.Acad.Sci., Paris, t. 299, Sér.II, n°12, p. 815-820.

Bourgois, J., Desmet, A., Tournon, J., and Aubouin, J., 1984, Petrology and Geochemistry of mafic and ultramafic rocks drilled during DSDP Leg 84 (Landward slope of the middle America trench off Guatemala), Ofioliti, 9, 27-42.

Bourgois, J., et Glaçon, G., 1985, Foraminifères planctoniques et paléo-environnement post-oligocène du mur interne de la fosse d'Amérique centrale (Leg 84 du Glomar Challenger, Guatemala et Costa Rica). Bull.Soc.Géol.Fr., (8), t. I, p. 329-342.

Bourgois, J., Desmet, A., Tournon, J., and Aubouin, J., 1985, Mafic and ultramafic rocks of Leg 84 : Petrology and Mineralogy. In : R. von Huene, J. Aubouin, et al.. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, U.S.Gov.Printing Office, Washington, D.C., 84, 633-642.

Glaçon, G., and Bourgois, J., 1985, Upper Oligocene to recent planktonic foraminiferal remains in sediments of the inner wall of the guatemala and Costa Rica trench with special emphasis on Globorotalia. In : R.E. von Huene, J. Aubouin, et al.. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, U.S. Govt. Printing Office, Washington, D.C., 84, 473-513.

von Huene, R., Aubouin, J., Azéma, J., Blackinton, G., Carter, J.A., Coulbourn, W.T., Cowan, D.S., Curiale, J.A., Dengo, C.A., Faas, R.W., Harrison, W., Hesse, R., Hussong, D.M., Ladd, J.W., Muzylov, N., Shiri, T., Thompson, P.R., Westberg, J., 1980, Leg 67 : the Deep Sea Drilling Project Mid-America trench transect off Guatemala. GSA Bull., 91, 7, 421-432.

Bibliographie

Bourgois, J., 1993, Les Comptes-Rendus de l'Académie des Science La Vie des Sciences, C. R. Acad. Sci., série générale, t. 10, n°4, p. 285-303.

Moore, J.C., Watkins, J.C., Shipley, T.H., Bachman, S.B., Bethtel, F.W., Butt. A., Didyk, B.M., Leggett, J.K., Lundberg, N., McMillen, K.J., Nutsuma, N., Shepard, L.E., Stephan, J.F., Stradner, H., 1979, Progressive accretion in the Middle America Trench, southern Mexico, Nature, 281, p. 638-642.

Scholl, D .W., von Huene, R.E., Vallier T.L., Howell, D.G., 1980, Sedimentary masses and concepts about tectonic processes at underthrust ocean margins, Geology, 8, 564-568.

Seely, D., 1979, The evolution of structural highs bordering major forearc basins. In Watkins, J.S. Montadert, Dickerson, W., (eds.) Geologic and geophysical investigations of continental margins. Am. Assoc. Petrol. Geol. Mem. 29, p. 245-260.

Seely. D.R., Vail, P.R. and Walton, G.G., 1974. Trench slope model. In: The Geology of continental margins. Springer, Berlin, p. 249-260.