L’Antarctique reste un mystère à bien des égards et les scientifiques se posent beaucoup de questions, en particulier à propos de l’alignement de volcans qui émergent de la calotte glaciaire. La très épaisse couche de glace qui recouvre le continent est un obstacle majeur aux observations et les scientifiques doivent avoir recours à des méthodes géophysiques, comme la sismologie, pour en savoir plus.
Un étudiant en sciences terrestres et planétaires de l’Université de Washington à St. Louis a déployé un réseau de sismomètres sur le système de rift de l’Antarctique Ouest et la Terre Marie Byrd au cours de l’été austral 2009-10. Il est ensuite retourné sur place à la fin de 2011 pour récupérer les précieuses données. Les enregistrements réalisés par les instruments ont été utilisés pour tracer des cartes de vitesses sismiques sous le rift. Une analyse des cartes a été publiée dans le numéro de novembre 2015 du Journal of Geophysical Research.
C’est la première fois que les sismologues parviennent à déployer des instruments suffisamment robustes capables de survivre à l’hiver dans cette partie de l’Antarctique, et c’est la première fois qu’ils obtiennent une image détaillée de la Terre qui se cache sous cette région.
Les cartes sismiques confirment la présence d’un amas de roche surchauffée à environ 95 km sous le Mont Sidley, le dernier volcan d’une chaîne de montagnes en Terre Marie Byrd, à une extrémité du transect. De manière plus surprenante, les cartes révèlent des roches chaudes sous la Fosse subglaciale de Bentley, un bassin profond à l’autre extrémité du transect.
La Fosse subglaciale de Bentley fait partie du système de rift de l’Antarctique Ouest et la roche chaude sous cette région indique que cette partie du système de rift a été active tout récemment.
Le Mont Sidley, le plus haut volcan d’Antarctique, se trouve directement au-dessus d’une région chaude dans le manteau. C’est l’édifice le plus méridional d’une chaîne de volcans en Terre Marie Byrd, région montagneuse qui se trouve près de la côte de l’Antarctique Ouest.
Un problème subsiste. En effet, comme à Hawaii par exemple, les volcans auraient dû s’édifier en suivant une ligne alors que la plaque avançait au-dessus du panache mantellique. En fait, la chaîne volcanique va dans une direction différente de la plaque antarctique et deux autres chaînes volcaniques situées à proximité sont orientées dans des directions encore différentes! Cependant, même si la morphologie de la zone chaude est mal définie, il est clair qu’il existe un flux de chaleur plus intense à la base de la calotte de glace dans cette région.
La conclusion la plus intéressante fournie par les données sismiques est la découverte d’une zone chaude en dessous de la Fosse subglaciale de Bentley, dépression qui fait partie du système de rift Ouest Antarctique, avec une série de failles qui jouxte les Montagnes Transantarctiques.
La vieille masse rocheuse de l’Antarctique oriental se dresse bien au-dessus du niveau de la mer, mais il existe à l’ouest des Montagnes Transantarctique une vallée de rift dont une grande partie se trouve à un kilomètre en dessous du niveau de la mer. Si la glace disparaissait, l’Antarctique Ouest pourrait se soulever, et la majeure partie se trouverait pratiquement au niveau de la mer. Toutefois, les dépressions étroites et plus profondes resteraient probablement en dessous de ce niveau. La Fosse subglaciale de Bentley, qui est le point le plus bas sur Terre à ne pas être couvert par un océan, se trouverait encore à un kilomètre et demi en dessous du niveau de la mer si la glace disparaissait.
Une période d’accrétion diffuse a créé la vallée du Rift à la fin du Crétacé, il y a environ 100 millions d’années, et une accrétion plus ciblée a donné naissance à des bassins profonds comme la Fosse subglaciale de Bentley et le rift de Terror dans la mer de Ross. On pense que le système de rift a eu une influence majeure sur les flux glaciaires dans l’Antarctique occidental.
Alors que le flux de chaleur qui perce la croûte terrestre a été mesuré dans au moins 34 000 endroits différents à travers le monde, il a été mesuré sur moins d’une douzaine de sites dans l’Antarctique. En juillet 2015, les scientifiques ont observé que le flux de chaleur dans l’un de ces sites était quatre fois supérieur à la moyenne mondiale. Les scientifiques se demandent pourquoi. L’extension récente enregistrée dans la Fosse subglaciale de Bentley pourrait expliquer ce phénomène.
Un autre problème est de comprendre la structure de l’Antarctique sous les glaciers de Thwaites et de Pine Island, qui se trouvent plus près de la côte que la Fosse subglaciale de Bentley. Ces deux glaciers sont considérés comme le «ventre mou» de la calotte glaciaire, car de fortes intensifications du flux glaciaire dans cette région pourraient, en théorie, provoquer la désintégration rapide de l’ensemble de la calotte de glace de l’Antarctique occidental.
Au cours des missions effectuées sur le terrain en 2014-2015, 10 stations sismiques supplémentaires ont été déployées dans la région. Venant s’ajouter aux sismomètres mis en place par les Britanniques, ces stations vont cartographier les dessous de cette région clé d’un point de vue géologique.
Source: Science 2.0: http://www.science20.com/

——————————————-

Lots of questions are asked about Antarctica and in particular about the mysterious line of volcanoes that emerge from the ice sheet. The very thick layer of ice that covers the continent is a major obstacle to observations and scientists need to resort to geophysical methods, such as seismology, to learn more.
A graduate student in earth and planetary sciences at Washington University in St. Louis deployed an array of seismometers across the West Antarctic Rift System and Marie Byrd Land during the austral summer of 2009-10. He then returned in late 2011 to recover the precious data. The recordings made by the instruments were used to create maps of seismic velocities beneath the rift valley. An analysis of the maps was published in the November 2015 issue of the Journal of Geophysical Research.
This is the first time seismologists have been able to deploy instruments rugged enough to survive a winter in this part of Antarctica, and so this is the first detailed look at the Earth beneath this region.
The maps confirm the presence of a giant blob of superheated rock about 95 km beneath Mount Sidley, the last of a chain of volcanic mountains in Marie Byrd Land at one end of the transect. More surprisingly, they reveal hot rock beneath the Bentley Subglacial Trench, a deep basin at the other end of the transect.
The Bentley Subglacial Trench is part of the West Antarctic Rift System and hot rock beneath the region indicates that this part of the rift system was active quite recently.
Mount Sidley, the highest volcano in Antarctica, sits directly above a hot region in the mantle. It is the southernmost mountain in a volcanic mountain range in Marie Byrd Land, a mountainous region dotted with volcanoes near the coast of West Antarctica.
The mystery to be solved is that the volcanoes should have popped up in a row as the plate moved over a mantle plume. Actually, scientists think they know which direction the plate is moving, but the volcanic chain is going in a different direction and two additional nearby volcanic chains are oriented in yet other directions! However, although the hot zone’s shape is ill-defined, it is clear there is higher heat flow into the base of the ice sheet in this area.
The most interesting finding that results from the seismic data is the discovery of a hot zone beneath the Bentley Subglacial Trench. The basin is part of the West Antarctic Rift System, a series of rifts, adjacent to the Transantarctic Mountains.
The old rock of East Antarctica rises well above sea level, but west of the Transantarctic Mountains, there is a rift valley, much of which lies a kilometre below sea level. If the ice was removed, West Antarctica would rebound, and most of it would be near sea level. But the narrower and deeper basins might remain below it. The Bentley Subglacial Trench, which is the lowest point on Earth not covered by an ocean, would still be a kilometre and a half below sea level if the ice were removed.
A period of diffuse extension created the rift valley in the late Cretaceous, roughly 100 million years ago, and more focused extension then created deep basins like the Bentley Subglacial Basin and the Terror Rift in the Ross Sea. The rift system is thought to have a major influence on ice streams in West Antarctica.
While heat flow through the Earth’s crust has been measured at at least 34,000 different spots around the globe, in Antarctica it has been measured in less than a dozen places. In July 2015, scientists reported the heat flow at one of these spots was four times higher than the global average. Ever since then, scientists have been wondering why the reading was so high. Recent extension in the Bentley Subglacial Trench might explain the phenomenon.
The next big problem is to understand the structure under the Thwaites and Pine Island glaciers, which lie closer to the coastline than the Bentley Subglacial Trench. These two glaciers have been described as the ‘weak underbelly’ of the ice sheet because surges in the ice flow there could theoretically cause the rapid disintegration of the entire West Antarctic ice sheet.
During the 2014-2015 Antarctic field season, another 10 seismic stations were deployed in the region. Together with seismometers set up by the British, they will map the underside of this key area from a geological point of view.
Source: Science 2.0: http://www.science20.com/

Source: USGS