HIGH-RESOLUTION IMAGING OF THE CARBONERAS FAULT ZONE ON THE ALMERIA MARGIN 

(NE ALBORAN SEA): PALEOSEISMIC IMPLICATIONS

Eulàlia Gràcia

(1)*

, Juan Ignacio Soto

(2)

, Miquel Angel Marín

(1)

, Alexis Vizcaíno

(1)

and HITS cruise party

(1)

UTM-CSIC, Centre Mediterrani d’Investigacions Marines i Ambientals (CMIMA), Barcelona, Spain - *egracia@utm.csic.es,

miki@utm.csic.es, alexis@utm.csic.es

(2)

Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC-UGR), Campus Fuentenueva, Granada, Spain (jisoto@ugr.es)

HITS cruise party: P. Blondel, P. Terrinha, M. Farrán, R. Bartolomé, L. Bullock, M. Gómez, O. Gómez-Sichi, J. Gonçalves, C. Jacobs,

G. Lastras, H. Perea, M.J. Román, C. Roque, V. Wilmott

Abstract

The South Iberian Margin is located at the convergence of the European and African plates, where large magnitude earthquakes in Western

Europe take place. Based on data from Spanish and European programs, we identified several active structures which are potential sources

of large magnitude earthquakes and tsunamis (Mw > 6) (1). We plan to undertake a paleoseismological onshore-offshore integrated study

of the Carboneras Fault (Almería Margin). This is the best approach to accurately determine the past activity and seismic parameters of

active faults (geometry, slip rate, maximum event magnitude, recurrence interval and time elapsed since the last earthquake). These

parameters are of paramount importance to assess seismic hazard models in the Iberian Peninsula, especially when considering large

magnitude earthquakes and long recurrence intervals (10

3

-10

4

years).

Keywords: TOBI sidescan sonar, active faulting, turbidite system, Western Mediterranean

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

35

The continental margin south of Almeria, located at the NE part of

the Alboran Sea (Western Mediterranean), is a complex and active

area characterized by recent swarms of superficial earthquakes with

magnitudes ranging from M

w

5.1 and 4.7 (2). With the main objective

of identifying active structures potentially generators of earthquakes,

we recently surveyed this area in the frame of the HITS project (3).

During the HITS cruise carried out onboard the BIO Hesperidesin

September 2001, a multidisciplinary dataset comprising high-

resolution (6 m) TOBI sidescan sonar from the Southampton

Oceanography Centre (UK), Simrad EM12S swath bathymetry and

backscatter, TOPAS sub-bottom profiler, and gravity data were

acquired. This high-resolution dataset, exhibiting a range of acoustic

facies, fully covers an area of approximately 33.3 x 100 km in water

depths ranging from 80 m to 1700 m, and provides new insights into

the control of neotectonic structure on the Plio-Quaternary

sedimentary architecture of the Almeria turbidite system.

Fig. 1. Bathymetry superimposed on the high resolution TOBI sidescan

sonar mosaic of the SE Spanish Margin, where we can easily identify the

submarine prolongation of the left-lateral Carboneras Fault, tributary

channels and Almeria Canyon and turbidite system.

The Almeria Canyon is a meandering channel system (4) showing

steep slopes over most of its course (up to 17%), and confined

between the Cabo de Gata Spur, Chella and El Sabinar Banks carbo-

nate platforms, imaged as high-re?ectivity areas in the TOBI mosaics.

North of 36º26’N, the upper to middle part of the canyon parallels the

submarine continuation of the Carboneras Fault Zone, following a

N47 trend, whereas south of it, the canyon meanders downslope with

a net N-S trend. At latitude 36º26’N, the 60 km long left-lateral

Carboneras Fault shows a positive topography on the sea?oor which

suggesting a transpressional ?ower-structure, and offsets (about 2.5

km) into two segments: a northern N47-trending segment and a

southern N60 trending segment. The fault also modifies locally the

trend of tens of sub-rectilinear highly incised gullies and channels

which converge feeding into the Almeria Canyon. Slope instability

features and mass wasting deposits (headscarps, detached blocks and

debris ?ows) are commonly observed on the ?anks of the banks and

especially south of the El Sabinar Bank. They might be associated

with the seismic activity taking place along this margin.

The assessment of seismic risk in the region is largely based on 

the relatively short period of instrumentally recorded earthquakes

(e.g.,5). Forthcoming work, in the frame of the National project

IMPULS and ESF-Eurocores EuroMargins WESTMED project, will

be based on onshore-offshore paleoseismic analysis and sedimentary

record preserved in deep-sea cores, devoted to determining the past

activity of the faults along the south Iberian Margin and to calculating

their slip and recurrence rate.

Acknowledgement :The authors are grateful for funding from

MCYT Acción Especial HITS (REN2000-2150-E), European

Commission EASSS-III programme (HPRI-CT99-0047), and Spanish

national project IMPULS (REN2003-05996MAR). We thank the

captain and crew on board the R/V Hesperides, and particularly the

UTM-CSIC technical staff and TOBI Team from the Southampton

Oceanography Centre (UK) for their assistance throughout the data

collection.

References

1-Gràcia, E., Dañobeitia, J.J., Vergés, J., and PARSIFAL Team, 2003.

Mapping active faults offshore Portugal (36ºN-38ºN): Implications for

seismic hazard assessment in the southwest Iberian Margin. Geology, 31

(1): 83-86.

2-Stich, D., Ammon, C.J., Morales, J., 2003. Moment tensor solutions for

small and moderate earthquakes in the Ibero-Maghreb region. J. Geophys.

Res.,108, B3: 2148-2168.

3-Gràcia, E., Dañobeitia, J.J., and HITS cruise party, 2001. High

resolution mapping of Tsunamigenic Structures in the SW Iberian Margin:

Implications for earthquake hazard assessment. EOS (Trans., AGU), v.

120: 1024.

4-Cronin, B.T:, Kenyon, N.H., Woodside, J., den Bezemer, T., van der

Wal, A., Millington, J., Ivanov, M.K., Limonov, A., 1995. The Almeria

Canyon: a meandering channel system on an active margin, Alboran Sea,

western Mediterranean. Pp. 84-88. In:K.T. Pickering, R.N. Hiscott, N.H.

Kenyon, F. Ricci Lucci, and R.D.A. Smith (eds.), Atlas of deep water

environments: Architectural style in turbidite systems.Chapman & Hall.,

London.

5-IGN, 1999. Boletín de sismos próximos 1999: Publicaciones del

Instituto Geográfico Nacional, Madrid, Spain.