Seismic interpretation of the Levant Basin with emphasis on the Messinian Salinity Crisis

Abstract

Brief summary:

Sequences of evaporites kilometers-thick were deposited during the Messinian Salinity Crisis (5.97-5.33 Ma) in the various sub-basins of the Mediterranean Sea, forming a salt giant of more than 1 million km3. This extraordinary event was undoubtedly a crisis in terms of ecology, climate, and environment. Its exact progression and consequences are, however, still heavily debated across a broad and diverse scientific community. The lack of exploration wells and strict restrictions on data availability makes the history of the crisis far from finalized, with new and different scenarios still being presented. In the Levant Basin, in the easternmost Mediterranean Sea, the Messinian salt consists of thin intervals of clastic material interbedded in a massive halite body. This provides the salt with outstanding internal seismic reflections, which is ideal for seismic investigation. The aim of this thesis is to study the progression of the salinity crisis in the Levant Basin through seismic interpretation. High-quality seismic 3D data from offshore Israel and Lebanon is used in the analysis, the interpretations and research advances being compared with existing models of halokinesis, deposition, stratigraphy, sea level variations and tectonic influence. The independent papers that make up this thesis rely almost exclusively on seismic interpretation procedure to fill knowledge gaps surrounding the event. For this reason, a study discussing imaging problems and interpretation pitfalls is also included in the thesis.

Sammendrag:

Flere kilometer tykke evaporittsekvenser ble avsatt i de ulike middelhavsbassengene under den messiniske salinitetskrisen (5.97-5.33 Ma). Sammen danner disse avsetningene en saltgigant som rommer mer enn én million kubikkilometer. Denne unike geologiske hendelsen var utvilsomt en krise hva gjelder økologi, klima og miljø. Krisens progresjon og dens konsekvenser er dog fortsatt omdiskutert i et bredt og delt forskningsmiljø. Mangel på gode letebrønner og strenge restriksjoner på tilgjengeligheten av seismiske data gjør at historien om salinitetskrisen er langt fra ferdigstilt. Nye og bestridende scenarioer som omfatter saltgiganten blir fortsatt lagt fram i dag, nesten 50 år siden dens oppdagelse. I Levantbassenget, i det østlige Middelhavet, inneholder det messiniske saltet tynne intervaller med klastisk materiale omringet av en massiv saltformasjon. Dette gir saltet enestående interne seismiske refleksjoner som gjør det veldig ideelt for seismiske undersøkelser. Målet med denne studien er å studere salinitetskrisens progresjon i Levantbassenget ved bruk av seismisk tolkning. Høykvalitets seismiske 3D data innhentet fra havområdene utenfor Israel og Libanon er brukt i analysen. Tolkningene og tilgjengelige nyere forskningsresultater blir sammenlignet med eksisterende modeller relatert til salttektonikk, avsetning, stratigrafi, havnivåendring og tektonisk påvirkning. Avhandlingen består av selvstendige artikler som har blitt publisert i fagfellevurderte tidsskrift. Disse artiklene bygger nesten utelukkende på seismisk tolkningsprosedyre med det målet å fylle kunnskapshull relatert til salinitetskrisen. Av den grunn er også en studie som diskuterer avbildningsproblematikk og fallgruver i tolkningsprosedyren også inkludert i avhandlingen.