Les géologues datent les formations rocheuses volcaniques de la période permienne, il y a environ 280 millions d'années, lorsque les mouvements tectoniques ont fracturé le bassin méditerranéen. Dès le XVIIIe siècle, les navigateurs génois considéraient ces eaux comme dangereuses, balisant Mezu Mare — la plus grande île avec ses soixante-cinq hectares — avec des signaux d'avertissement bien avant que la France n'y érige son phare en pierre en 1870.
Aujourd'hui, l'archipel fonctionne comme une réserve marine protégée, ses côtes rocheuses accueillant des goélands d'Audouin rares et des phoques moines de Méditerranée qui reviennent chaque printemps dans les grottes submergées sous les falaises ouest. Le phare de Mezu Mare est toujours en service, son faisceau automatisé tournant par intermittence durant la nuit, bien que les quartiers du gardien soient désormais vides. Les botanistes ont répertorié quinze espèces de plantes endémiques adaptées aux embruns et aux sols volcaniques minces, notamment le chêne vert nain et le lentisque sauvage qui s'accrochent aux crevasses inaccessibles aux chèvres.
La plupart des départs pour l'excursion en bateau aux îles Sanguinaires se font depuis le port Tino Rossi d'Ajaccio entre avril et octobre, lorsque la houle descend en dessous d'un mètre et que la visibilité dépasse le Cap de Feno. Les opérateurs privilégient les semi-rigides pour la traversée de trente minutes, leur faible tirant d'eau permettant d'approcher au plus près les grottes marines où le calcaire rencontre le granit dans une collision géologique. L'itinéraire de croisière de l'archipel fait généralement le tour de Mezu Mare dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, permettant aux passagers d'observer la stratigraphie des falaises nord avant d'accoster au quai du phare.
Les archéologues ont récupéré des fragments d'amphores romaines lors d'études sous-marines menées en 1998, preuve des anciennes routes commerciales sillonnant ces canaux lorsque les îles servaient de points de passage entre la Sardaigne et la côte provençale. Durant la Seconde Guerre mondiale, les forces allemandes ont installé des postes d'observation au sommet du promontoire le plus élevé ; des bunkers en béton sont encore visibles parmi le maquis. La marine française a désarmé les installations militaires en 1962, rendant aux îles leur isolement d'autrefois, rompu uniquement par le trafic maritime saisonnier et le flash métronomique du phare.
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