En Éthiopie, la région Afar se situe au-dessus de la jonction entre trois plaques tectoniques. Des scientifiques ont découvert que du magma en fusion vient frapper la croûte terrestre par en dessous. Dans cette partie du monde, le continent africain se déchire lentement, et finira par former un nouveau bassin océanique. En échantillonnant les signatures chimiques des volcans de cette région, une équipe scientifique de l’Université de Swansea et de l’Université de Southampton, au Royaume-Uni, a essayé d’obtenir davantage d’informations sur ce processus. Les chercheurs ont découvert que le manteau sous l’Afar n’est ni uniforme ni stationnaire ; il vibre, et ces vibrations portent des signatures chimiques distinctes. L’étude, intitulée « Mantle upwelling at Afar triple junction shaped by overriding plate dynamics », a été publiée dans Nature Geoscience.
Carte tectonique du système de rifts de l’Afar (Source : Wikipedia)
La surface de notre planète connaît un processus de renouvellement constant. Les plaques tectoniques qui divisent la croûte terrestre ne sont pas fixes ; elles se déplacent, entrent en collision et glissent même les unes sous les autres. Leurs points de rencontre sont généralement des points chauds de l’évolution géologique, marqués par une activité volcanique intense qui remodèle la surface par en dessous.
L’Afar est le point de rencontre des plaques arabique, nubienne et somalienne. Chacune s’écarte dans sa direction respective, ce qui laisse place à une brèche de plus en plus grande sous le Triangle de l’Afar. À terme, la croûte deviendra si fine à cet endroit que la surface s’abaissera sous le niveau de la mer, créant un nouveau bassin océanique au large de la mer Rouge.
Les scientifiques pensent que la remontée du magma joue un rôle dans ce processus de rupture continentale, mais ils ont du mal à comprendre son fonctionnement. Il est bien sûr impossible de forer pour l’observer de près ; c’est pourquoi ils ont étudié les matériaux déposés à la surface de la Terre depuis le manteau par l’activité volcanique.
Les auteurs de l’étude ont collecté 130 échantillons de roche volcanique provenant de la région de l’Afar et du rift éthiopien, et ont effectué des analyses chimiques. Ils ont utilisé ces analyses, combinées aux données existantes, pour réaliser une modélisation qui leur permettrait de comprendre l’activité sous le Triangle. Les résultats montrent des bandes ou stries chimiques distinctes qui se répètent à travers le système de rift. Elles sont produites par un panache unique et asymétrique de matière, façonné par son environnement au fur et à mesure qu’il s’élève du manteau. L’un des scientifiques a déclaré que « les stries chimiques montrent que le panache se comporte comme les pulsations d’un cœur ». De plus, « ces pulsations semblent se comporter différemment selon l’épaisseur de la plaque et la vitesse à laquelle elle s’éloigne. Dans les rifts à expansion rapide comme la mer Rouge, les pulsations se propagent plus nettement et plus régulièrement, comme le sang dans une artère étroite.»
Si le modèle réalisé par l’équipe scientifique est correct, il montre que les panaches et les remontées mantelliques peuvent être façonnés par la dynamique des plaques tectoniques situées au-dessus. Cette découverte pourrait favoriser les recherches futures sur l’activité qui remodèle continuellement notre planète.
Schéma issu de l’étude et montrant comment le panache mantellique est canalisé par les trois rifts
Les chercheurs ont découvert que l’évolution des remontées mantelliques profondes est intimement liée au mouvement des plaques situées au-dessus. Cela a de profondes implications pour l’interprétation du volcanisme de surface, de l’activité sismique et du processus de rupture continentale. Les recherches montrent que les remontées du manteau profond peuvent circuler sous la base des plaques tectoniques et contribuer à concentrer l’activité volcanique là où la plaque est la plus fine. Des recherches ultérieures tenteront de comprendre comment et à quelle vitesse se produit la circulation de la remontée mantellique sous les plaques.
Source : L’étude dans Nature Geoscience.
————————————————
In Ethiopia, the Afar region lies above the junction between three tectonic plates, and scientists have discovred that molten magma pounds the planet’s crust from below. In that part of the world,, the continent is slowly being torn asunder in the early formation stages of a new ocean basin. By sampling the chemical signatures of volcanoes around this region, a scientific team from Swansea University and the University of Southampton in the UK hoped to learn more about this wild process. They found that the mantle beneath Afar is not uniform or stationary ; it pulses, and these pulses carry distinct chemical signatures. The study, entitled « Mantle upwelling at Afar triple junction shaped by overriding plate dynamics », was published in Nature Geoscience.
Our planet’s surface is in a constant state of renovation. The tectonic plates into which the planetary crust is divided are not fixed in position, but shift and collide and even slip underneath one another. The places at which they meet are usually hotspots of geological evolution, rampant with volcanic activity that is reshaping the surface from below.
The Afar junction is the point at which the Arabian, Nubian, and Somalian plates meet, each departing in their own directions to leave a widening gap under the Afar Triangle. Eventually, the crust will become so thin here that the surface will drop below sea level, creating a new ocean basin off the Red Sea.
Scientists suspect that mantle upwelling is playing a role in this continental breakup process, but our understanding of how it works is limited. We can’t dig down to have a close look, so the researchers looked at material that has been disgorged onto Earth’s surface from the mantle by way of volcano.
They collected 130 samples of volcanic rock from around the Afar region and the Main Ethiopian Rift, and conducted chemical analyses. They used these analyses combined with existing data to conduct advanced modeling to understand the activity under the Triangle. The results show distinct chemical bands or stripes that repeat across the rift system, delivered by a single, asymmetrical plume of material shaped by its environment and pushing upwards from the mantle. One of the scientists said that « the chemical striping suggests the plume is pulsing, like a heartbeat. » Moreover,
« these pulses appear to behave differently depending on the thickness of the plate, and how fast it’s pulling apart. In faster-spreading rifts like the Red Sea, the pulses travel more efficiently and regularly like a pulse through a narrow artery. »
If the team’s model is correct, it suggests that mantle plumes and upwellings can be shaped by the dynamics of the tectonic plates above them. The finding could be used to inform future research into the activity that is continually remodeling our planet.
The researchers have found that the evolution of deep mantle upwellings is intimately tied to the motion of the plates above. This has profound implications for the interpretation of surface volcanism, earthquake activity, and the process of continental breakup. The research shows that deep mantle upwellings can flow beneath the base of tectonic plates and help to focus volcanic activity to where the tectonic plate is thinnest. Follow-on research includes understanding how and at what rate mantle flow occurs beneath plates.
Source : The study in Nature Geoscience.
Claude Grandpey : Volcans et Glaciers 