Étiquette : plaques tectoniques

L’Afrique se coupera-t-elle en deux ? // Will Africa split in two ?

C’est un phénomène géologique bien connu : une zone de faille géante déchire lentement l’Afrique. Cette dépression, le Rift est-africain, inclut un réseau de vallées qui s’étend sur environ 3 500 kilomètres, depuis la Mer Rouge jusqu’au Mozambique.

Le Rift dans la région de l’Ol Doinyo Lengai (Photo : C. Grandpey)

L’Afrique va-t-elle finir par se déchirer complètement ? Pour répondre à cette question, il faut observer les plaques tectoniques de la région. Le long du Rift est-africain, la plaque somalienne s’écarte de la plaque nubienne. D’autre part,les plaques somalienne et nubienne s’éloignent de la plaque arabique au nord. Ces plaques se rencontrent dans la région Afar en Éthiopie, en formant un système de failles en Y.

 

Source : Wikipedia

Le Rift est-africain a commencé à se former il y a environ 35 millions d’années entre l’Arabie et la Corne de l’Afrique dans la partie orientale du continent. Au cours de sa formation, le Rift s’est étendu vers le sud et a atteint le nord du Kenya il y a environ 25 millions d’années.
Le Rift est africain se compose de deux ensembles à peu près parallèles de fractures dans la croûte terrestre. Le rift oriental traverse l’Éthiopie et le Kenya, tandis que le rift occidental forme un arc de cercle entre l’Ouganda et le Malawi. La branche orientale est aride, tandis que la branche occidentale se situe en limite de la forêt tropicale congolaise.

L’existence des rifts est et ouest et la découverte de zones sismiques et volcaniques offshore indiquent que l’Afrique s’ouvre lentement sur plusieurs lignes, à un rythme de plus de 6,35 millimètres par an. C’est à peu près à la vitesse de croissance des ongles. 

Source : Wikipedia

Le Rift est-africain s’est probablement formé suite à une remontée de magma en provenance de l’asthénosphère (partie supérieure du manteau terrestre) entre le Kenya et l’Éthiopie. Cette chaleur a provoqué l’expansion et l’élévation de la croûte sus-jacente, ce qui a entraîné l’étirement et la fracturation de la roche continentale. Cela a conduit à une importante activité volcanique, avec la formation du Kilimandjaro.
Le déchirement de l’Afrique pourrait se produire de différentes façons. Selon un scénario, la majeure partie de la plaque somalienne pourrait se séparer du reste du continent africain, avec formation d’une mer entre les deux masses de terre. Cette nouvelle masse continentale comprendrait la Somalie, l’Érythrée, Djibouti et les parties orientales de l’Éthiopie, du Kenya, de la Tanzanie et du Mozambique. Selon un autre scénario, l’est de la Tanzanie et le Mozambique seraient seuls à se séparer.
Les scientifiques expliquent que si le continent africain se rompt, le rift en Éthiopie et au Kenya pourrait entraîner la formation d’une plaque somalienne dans les 1 à 5 millions d’années à venir. Cependant, il se peut aussi que l’Afrique ne se scinde pas en deux. Les forces géologiques à l’origine du processus de rift pourraient s’avérer trop lentes pour séparer les plaques somalienne et nubienne. On aurait alors un exemple de rift avorté. De tels rifts avortés peuvent être observés ailleurs dans le monde, comme le Midcontinent Rift, qui s’incurve sur environ 3 000 km au sein de l’Upper Midwest en Amérique du Nord.
La branche orientale du Rift est-africain est un exemple de rift avorté, alors que la branche occidentale est toujours active. Selon la Geological Society de Londres, « on ne sait pas si le Rift continuera à s’ouvrir à son rythme actuel pour éventuellement donner naissance à un bassin océanique comme la Mer Rouge et, plus tard, quelque chose de beaucoup plus grand, comme une petite version de l’Océan Atlantique. Le processus peut-il s’accélérer…ou s’arrêter ? » Personne ne le sait.
Source : Yahoo Actualités, Live Science.

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It is a well-known geological phenomenon : a giant rift is slowly tearing Africa apart. This depression, known as the East African Rift, is a network of valleys that stretches over about 3,500 kilometers, from the Red Sea to Mozambique.

Will Africa rip apart completely? To answer this question, one needs to have a look at the region’s tectonic plates. Along the East African Rift, the Somalian tectonic plate is pulling eastward from the Nubian tectonic plate. The Somalian and Nubian plates are also separating from the Arabian plate in the north. These plates intersect in the Afar region of Ethiopia, creating a Y-shaped rift system. (see map above)

The East African Rift started forming about 35 million years ago between Arabia and the Horn of Africa in the eastern part of the continent. This rifting extended southward over time, reaching northern Kenya about 25 million years ago.

The rift consists of two broadly parallel sets of fractures in Earth’s crust. The eastern rift passes through Ethiopia and Kenya, while the western rift runs in an arc from Uganda to Malawi. The eastern branch is arid, while the western branch lies on the border of the Congolese rainforest. The existence of the eastern and western rifts and the discovery of offshore zones of earthquakes and volcanoes indicate that Africa is slowly opening along several lines, at a rate of more than 6.35 millimeters per year. This means the current rifting is very slow, about the rate that one’s toenails grow.

The East African Rift most likely formed because of heat flowing up from the asthenosphere (upper part of Earth’s mantle) between Kenya and Ethiopia. This heat caused the overlying crust to expand and rise, leading to stretching and fracturing of the brittle continental rock. This led to substantial volcanic activity, including the formation of Mount Kilimanjaro.

If Africa does rip apart, there are different ideas for how that might happen. One scenario has most of the Somalian plate separating from the rest of the African continent, with a sea forming between them. This new landmass would include Somalia, Eritrea, Djibouti, and the eastern parts of Ethiopia, Kenya, Tanzania and Mozambique. Another scenario has only eastern Tanzania and Mozambique separating.

Scientists say that if the African continent does rupture, the rift in Ethiopia and Kenya may split to create a Somali plate in the next 1 million to 5 million years. However, Africa may not split in two. The geological forces driving the rifting might prove too slow to separate the Somalian and Nubian plates. This would be an example of a failed rift. Such failed rifts can be observed elsewhere in the world, like the Midcontinent Rift, which curves for about 3,000 km across the Upper Midwest of North America.

The eastern branch of the East African Rift is a failed rift. However, the western branch is still active. According to the Geological Society of London, « what we do not know is if this rifting will continue on its present pace to eventually open up an ocean basin, like the Red Sea, and then later to something much larger, like a small version of the Atlantic Ocean. Or might it speed up and get there more quickly? Or it might stall out? »Nobody can tell.

Source : Yahoo News, Live Science.

Nouvelle approche de l’Himalaya // New approach to the Himalayas

Selon une nouvelle étude publiée le 10 août 2023 dans la revue Nature Geoscience, la chaîne de l’Himalaya, qui comprend les plus hautes montagnes du monde, n’est pas née comme le pensaient les géologues jusqu’à présent. Les plaques tectoniques indienne et eurasienne qui sont entrées en collision il y a 45 à 59 millions d’années se poussaient déjà mutuellement auparavant et avaient fait s’élever les sommets jusqu’à plus de la moitié de leur altitude actuelle. Ce n’est qu’ensuite que se produisit le grand choc qui les propulsa à leur hauteur définitive..
Cela signifie que l’Himalaya a probablement commencé son ascension dans le ciel il y a environ 63 à 61 millions d’années, donc bien plus tôt qu’on ne le pensait auparavant, en raison de la subduction de la partie océanique de la plaque indienne.
Jusqu’à aujourd’hui, on pensait que la collision continentale entre la plaque indienne et la plaque eurasienne avait été suffisante pour faire s’édifier une chaîne de montagnes d’une telle hauteur. Les auteurs de la nouvelle étude ont découvert que l’Himalaya avait atteint environ 60 % de son altitude actuelle avant la collision des plaques continentales. La découverte peut influencer notre compréhension du climat de la région dans le passé, et remettre en question les hypothèses sur la formation d’autres régions montagneuses, telles que la Cordillère des Andes et la Sierra Nevada.
L’étude montre que les bordures des deux plaques tectoniques étaient déjà relativement élevées avant la collision qui a créé l’Himalaya, et atteignaient en moyenne environ 3 500 mètres de hauteur. L’Himalaya a actuellement une altitude moyenne de 6 100 mètres, avec la plus haute montagne du monde, le mont Everest, qui culmine à 8 849 mètres.
Les chercheurs ont reconstitué le passé de la chaîne himalayenne en mesurant la quantité d’isotopes, d’oxygène dans les roches sédimentaires, selon une technique qui est généralement utilisée pour étudier les météorites. Le versant exposé au vent d’une montagne reçoit plus de pluie que le versant opposé ou versant sous le vent. La composition chimique de cette pluie change à mesure que l’air s’élève sur la pente exposée au vent car les isotopes plus lourds de l’oxygène diminuent à des altitudes plus basses et les isotopes plus légers chutent près du sommet. En suivant cette évolution, les chercheurs ont déterminé l’altitude historique des roches. Ils ont découvert que leur composition il y a environ 62 millions d’années correspondait à une altitude de 3 500 m. Ce soulèvement initial peut avoir été causé par la partie océanique de la plaque indienne qui, à l’époque, se frayait un chemin, avec un angle faible, sous les plaques continentales et repoussait vers le haut la plaque qui la surmontait. C’est ainsi que la partie océanique de la plaque indienne a amorcé la convergence. Cela a abouti à l’élévation d’environ 60% mentionnée dans l’étude.
L’étude explique qu’une énorme collision est intervenue par la suite, il y a 45 à 59 millions d’années. Elle a poussé les bordures des plaques tectoniques indienne et eurasienne de 1 km supplémentaire. Ces forces tectoniques sont permanentes et contribuent encore aujourd’hui à la croissance des montagnes himalayennes.
Cette découverte pourrait permettre d’expliquer plusieurs phénomènes climatiques, en particulier l’établissement du système de mousson en Asie de l’Est et du Sud. Cela pourrait également remodeler les théories sur le climat et la biodiversité en vigueur jusqu’à présent.
Source : Live Science, via Yahoo Actualités.

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According to a new study published on August 10th, 2023 in the journal Nature Geoscience, the Himalayas, which include the world’s tallest mountains, were not born the way geoscientists thought. The tectonic plates that collided to form the peaks 45 million to 59 million years ago were already pushing against each other, causing the Himalayan mountains to rise to more than half their current elevation, before the big collision gave them a violent shunt upward.

This means the Himalayas may have started their ascent into the sky far earlier than previously believed , around 63 million to 61 million years ago, due to the subduction of the oceanic part of the Indian tectonic plate.

Previously it was assumed that the continental collision between the India plate with the Eurasian plate was required for such high elevation to be obtained. However, the authors of the new study found that the Himalayas attained roughly 60% of their current elevation before the continental plates collided. The discovery may influence our understanding of the region’s climate in the past, and challenges assumptions about how other mountainous areas, such as the Andes and the Sierra Nevada, formed.

The study shows for the first time that the edges of the two tectonic plates were already quite high prior to the collision that created the Himalayas, about 3.5 kilometers on average. The Himalayas now have an average elevation of 6,100 meters and host the world’s tallest mountain, Mount Everest, which towers 8,849 m above sea level.

The researchers reconstructed the mountain range’s past by measuring the amount of isotopes, of oxygen in sedimentary rocks, a technique typically used to study meteorites. The windward slope of a mountain gets more rain than the opposite side or leeward slope. The chemical composition of this rain changes as the air moves up the windward slope towards the mountain’s peak, with heavier isotopes of oxygen declining at lower altitudes and lighter isotopes dropping out near the top. By tracking these changes, the researchers determined the historic altitude of rocks. They found the makeup around 62 million years ago was consistent with an elevation of 3,500 m. This initial uplift may have been caused by the oceanic part of the Indian tectonic plate, which at that time was pushing its way underneath the continental slabs at a low angle and forcing the overriding plate up. So, the oceanic part of the India plate initiated convergence. This gave the roughly 60% elevation that was found in the study.

The study explains that a huge collision 45 million to 59 million years ago forced the edges of the Indian and Eurasian tectonic plates up by an additional 1 km. These tectonic forces are ongoing and contribute to the growth of the mountains even today.

The discovery could help explain several climatic phenomena, including the establishment of the east and south Asian monsoon system. It could also reshape theories about past climate and biodiversity.

Source : Live Science, via Yahoo News.

 

Image de l’Himalaya obtenue par le satellite Landsat 9 de la NASA

Nouvelles découvertes sur les volcans des Comores // New discoveries on Comoros volcanoes

Un jour de 2018, un visiteur de mon blog m’a contacté pour me demander ce qui se passait à Mayotte. Sa fille, médecin à l’hôpital, était inquiète car l’île était régulièrement secouée par des séismes qui provoquaient des crises d’angoisse chez les patients venus la consulter. En fait, l’île de Mayotte connaissait une crise sismique inédite qui a fait se poser beaucoup de questions au monde scientifique. Personne ne connaissait vraiment la cause des secousses. Ce n’est que plusieurs mois plus tard que le navire de recherche Marion Dufresne arriva enfin sur zone. Les scientifiques à bord se rendirent compte que la source de la sismicité se trouvait au fond de l’océan, à une cinquantaine de kilomètres à l’est de Mayotte. Un énorme volcan sous-marin venait d’apparaître sur le plancher océanique, avec d’abondantes émissions de lave. La vidange de la chambre magmatique provoquant un affaissement de la caldeira, l’île de Mayotte basculait vers l’Est, accentuant l’angoisse au sein de la population.

En 2018, au moment de ces événements, on pensait que l’archipel des Comores, dont fait partie Mayotte, était d’origine volcanique, potentiellement liée à un point chaud. Or, cette hypothèse a été démentie par les récentes études sur la région. Elles ont permis d’acquérir de nouvelles données permettant de mieux caractériser la nature de la croûte océanique dans cette zone. Les mesures recueillies ont permis d’établir que le volcanisme des Comores n’est certainement pas lié à une activité de point chaud. Elles mettent en lumière la complexité de la croûte terrestre dans la zone, et notamment la présence d’une très ancienne croûte océanique, d’environ 170 millions d’années.

Les dernières données révèlent la présence d’un immense corridor volcanique s’étendant tout le long de l’archipel des Comores, jusqu’à Madagascar. Plus de 2 200 volcans sous-marins ont été identifiés sur une zone de 200 kilomètres de large et 600 kilomètres de long. Ces volcans semblent s’aligner au niveau de la jonction entre les plaques tectoniques Somalie et Lwandle. En plus du nouveau volcan, siège de la dernière éruption, les scientifiques pensent qu’il y a eu plusieurs épisodes volcaniques récents le long de ce corridor. En conséquence, l’archipel des Comores serait un haut lieu d’activité volcanique, ce qui n’avait pas été imaginé jusqu’à présent.

Comme à l’accoutumée, ces observations sont post-éruptives. Personne n’avait anticipé le réveil du volcan sous-marin à l’est de Mayotte. Les dernières découvertes permettront-elles de prévoir la prochaine éruption de ce volcan ? A voir !

Source : Futura Sciences.

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One day in 2018, a visitor to my blog contacted me to ask me what was happening in Mayotte. His daughter, a doctor at the hospital, was worried because the island was regularly shaken by earthquakes which caused anxiety among the patients who came to consult her. In fact, the island of Mayotte was experiencing an unprecedented seismic crisis which raised many questions in the scientific world. No one really knew what caused the tremors. It was only several months later that the research vessel Marion Dufresne finally arrived in the area. The scientists on board realized that the source of the seismicity was at the bottom of the ocean, about fifty kilometers east of Mayotte. A huge underwater volcano had just appeared on the ocean floor, with profuse lava emissions. The draining of the magma chamber was also causing a subsidence of the caldera, so that the island of Mayotte was tilting eastward, accentuating the anxiety within the population.
In 2018, at the time of these events, it was thought that the Comoros archipelago, of which Mayotte is a part, was of volcanic origin, potentially linked to a hot spot. However, this hypothesis has been contradicted by recent studies of the region. They have made it possible to acquire new data to better characterize the nature of the oceanic crust in this area. The measurements established that the volcanism of the Comoros was certainly not linked to hot spot activity. They highlighted the complexity of the earth’s crust in the area, and in particular the presence of a very old oceanic crust, around 170 million years old.
The latest data reveal the presence of a huge volcanic corridor extending all along the Comoros archipelago, as far as Madagascar. More than 2,200 submarine volcanoes have been identified over an area 200 kilometers wide and 600 kilometers long. These volcanoes appear to line up at the junction between the Somalia and Lwandle tectonic plates. In addition to the new volcano, the site of the last eruption, scientists believe there have been several recent volcanic episodes along this corridor. As a result, the Comoros archipelago is probably a focus of volcanic activity, which had not been imagined until now.
As usual, these observations are post-eruptive. No one had anticipated the awakening of the underwater volcano east of Mayotte. Will the latest discoveries help predict the next eruption of this volcano? Not so sure !
Source: Futura Sciences.

Carte montrant les volcans sous-marins le long de la limite entre les plaques Somalie et Lwandle, Geoscience Proceedings.

Nouvelles hypothèses sur la surface de Vénus // New hypotheses on the surface of Venus

Dans une note rédigée le 29 novembre 2022, j’expliquais que, selon une étude publiée dans le Planetary Science Journal au début de l’année 2022, le volcanisme à grande échelle qui a recouvert de lave 80% de la surface de Vénus a probablement été le facteur décisif qui a fait passer la planète d’un monde humide et doux à une atmosphère sulfurique irrespirable. La température de surface sur Vénus est d’environ 464 degrés Celsius, et il y a une pression de 90 atmosphères sous les nuages de dioxyde de carbone où se mêle l’acide sulfurique.

Une autre étude, également publiée en novembre 2022, confirme qu’il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur Vénus. Les températures élevées et la pression atmosphérique empêchent les sondes de s’approcher de la planète. De plus, l’épaisseur de atmosphère ne permet guère de l’observer depuis l’orbite. Afin de pallier ces difficultés, des chercheurs ont récemment analysé les données fournies par la mission Magellan de la NASA il y a plusieurs décennies afin d’obtenir plus d’informations sur les étranges processus géologiques qui font se renouveler la surface de la planète.
Les chercheurs se sont toujours demandé comment Vénus libère sa chaleur, car, contrairement à la Terre, la planète n’a pas de plaques tectoniques. En examinant les données de la mission Magellan, les scientifiques ont découvert que la lithosphère – la couche externe de la surface de Vénus – était probablement beaucoup plus mince qu’on ne le pensait auparavant et pourrait ainsi laisser échapper la chaleur émise par le noyau interne de la planète. Ce sont ces zones de moindre épaisseur de la lithosphère vénusienne qui permettraient à des quantités importantes de chaleur de s’échapper, de la même façon que dans les zones où de nouvelles plaques tectoniques se forment sur le plancher océanique sur Terre.
Les chercheurs ont examiné des images de formations géologiques rondes ou coronae détectées par la mission Magellan à la surface de la planète. En exogéologie, une corona est une formation circulaire à ovoïde, marquée extérieurement par de nombreuses failles. En examinant la hauteur de ces failles, les scientifiques ont pu avoir une idée de l’épaisseur de la lithosphère dans ces régions. Ils ont découvert qu’elle était de seulement 11 kilomètres.
Ces observations pourraient permettre d’expliquer pourquoi la surface de Vénus semble si jeune. En effet, elle ne présente pas les nombreux anciens cratères d’impact que l’on observe en général sur une planète de son âge. Il y a eu beaucoup d’activité volcanique sur Vénus dans le passé et il se pourrait que cette activité continue aujourd’hui. Une théorie est que toutes les quelques centaines de millions d’années, toute la surface de la planète fond et se reforme lors d’énormes événements de « resurfaçage » qui expliqueraient pourquoi Vénus semble être jeune. La minceur de la lithosphère permettrait à la chaleur de circuler et d’atteindre la surface de la planète.
De telles recherches sur une planète où les humains ne mettront jamais les pieds pourraient sembler inutiles. Malgré tout, Vénus ouvre une fenêtre sur le passé et pourrait nous permettre de mieux comprendre à quoi ressemblait la Terre il y a plus de 2,5 milliards d’années, avant qu’apparaissent les plaques tectoniques.
Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

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In a post published on November 29th, 2022, I explained that, according to a study published in the Planetary Science Journal early in 2022, the massive global volcanism that covered 80% of Venus’ surface in lava may have been the deciding factor that transformed Venus from a wet and mild world into the suffocating, sulfuric planet that it is today. The surface temperature on Venus is about 464 degrees Celsius, and there is a pressure of 90 atmospheres underneath the dense clouds of carbon dioxide laced with sulfuric acid.

Another study, also released in November 2022 confirms that there is a lot we still don’t know about Venus. Its high temperatures and atmospheric pressure make it difficult to send probes onto the planet. Moreover, its thick atmosphere makes it difficult to observe from orbit. In order to compensate for these difficulties, researchers have recently dug through data from a decades-old NASA mission to learn about the strange geological processes which renew the planet’s surface.

One of the open questions about Venus is how it loses its heat, as, unlike Earth, Venus does not have tectonic plates. By looking at data from the Magellan mission, researchers discovered that the lithosphere – the outer layer of Venus’ surface – may be considerably thinner than previously thought and could let heat escape from the planet’s hot core. These regions of thin lithosphere appear to be allowing significant amounts of heat to escape, similar to areas where new tectonic plates form on Earth’s seafloor.

The researchers looked at images of round features – coronae – which Magellan saw on the planet’s surface, and by looking at the depths of ridges around them they could estimate the thickness of the lithosphere in these regions. They found that the lithosphere around these features was as thin as 11 kilometers deep.

This could help to explain why the surface of Venus looks so young. Indeed, it lacks the many old impact craters one expects to see on a planet of its age. There was a lot of volcanic activity in Venus’s past and there could still be volcanic activity today. One theory is that every few hundred million years the entire surface of the planet is melted and reformed in huge events called ‘resurfacings’ that would explain why Venus appears to be young. The thinness of the lithosphere allowing heat to flow through it supports that idea.

Such research about a planet where humans will never set foot on might look pointless. What is interesting is that Venus provides a window into the past to help us better understand how Earth may have looked over 2.5 billion years ago. It is in a state that might have occurred before a planet forms tectonic plates.

Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

Image composite de Vénus réalisée à partir des données fournies par les sondes Magellan et Pioneer Venus Orbiter (Source: NASA)

Reconstitution en trois dimensions du Maat Mons, l’un des principaux volcans sur Vénus avec ses quelque 8 km de hauteur (Source: NASA)