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L’alimentation magmatique du rift est-africain // The East African Rift’s magma feeding system

Le rift est-africain est l’un des plus vastes systèmes de rift de la planète. Il s’étend sur plus de 6 400 kilomètres, de l’Éthiopie au nord jusqu’au Malawi au sud. Il est parsemé de vallées de rift secondaires et de régions volcaniques actives, parmi lesquelles figurent certains des volcans les plus célèbres au monde, comme le Kilimandjaro et l’Ol Doinyo Lengai en Tanzanie, ou encore l’Erta Ale en Éthiopie. Cette activité volcanique fait de l’Afrique de l’Est un point chaud géothermique. Ainsi, une grande partie de l’électricité du Kenya est d’origine géothermique.
L’exploitation de cette énergie géothermique présente des avantages pour les scientifiques qui étudient le rift est-africain. Ils peuvent profiter des forages géothermiques pour mieux comprendre les mécanismes qui régissent les processus géologiques dans la région. Bien que la théorie dominante, avec une remontée de magma du manteau profond, soit à l’origine du processus de formation du rift, il est très difficile de déterminer si ce phénomène provient d’un panache unique d’origine profonde ou de plusieurs panaches disséminés le long du rift est-africain.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters, des scientifiques de l’Université de Glasgow ont utilisé des données recueillies sur le champ géothermique de Menengai au Kenya. Ils ont analysé le néon, un gaz rare, et conclu qu’il provient du manteau profond, probablement d’une zone entre le noyau externe et le manteau. Grâce à la spectrométrie de masse de haute précision, l’équipe scientifique a également détecté une « empreinte » commune des gaz sur une grande distance, ce qui étaye l’idée que le rift est-africain est alimenté par un seul « super panache » plutôt que par plusieurs processus à moindre profondeur.
La nouvelle étude émet l’hypothèse d’une masse de matériaux à très haute température en provenance de la limite noyau-manteau sous l’Afrique de l’Est. La pression de cette masse fait s’écarter les plaques tectoniques et se soulever cette partie du continent africain qui se trouve ainsi à plusieurs centaines de mètres au-dessus de son niveau normal.
Pour déterminer si le rift est-africain est effectivement alimenté par un super panache, les chercheurs ont d’abord dû analyser les isotopes du néon car les gaz rares peuvent révéler le comportement de la Terre dans les profondeurs. Cependant, ces gaz sont également facilement contaminés, à la fois par l’atmosphère et par d’autres gaz rares qui se forment dans la lithosphère. En analysant les gaz rares du champ géothermique kényan, les scientifiques ont constaté que la contamination était minime. Ils ont également découvert que les caractéristiques isotopiques du néon avaient également été observées dans d’autres parties du système de rift, notamment dans les basaltes de l’Afar en Éthiopie et dans la vallée du Rift occidental, entre l’Ouganda et la République Démocratique du Congo. Selon ses auteurs, l’étude « fournit la première preuve géochimique de l’existence d’un manteau profond commun sous l’ensemble du système de rift est-africain ».
Ces données concordent également avec une étude de 2023 de la Virginia Tech qui a cherché à comprendre pourquoi le rift est-africain présentait des déformations parallèles, et non perpendiculaires, au rift. Leur analyse a étayé l’idée qu’un super panache à la source profonde devait propulser le magma vers le nord, donnant naissance à ces étranges déformations.
Bien que le rift est-africain semble relativement statique si l’on se place au niveau de l’espérance de vie humaine, il pourrait à terme déchirer l’Afrique en deux. Autrement dit, ce à quoi nous assistons actuellement pourrait un jour donner naissance à un nouvel océan. Cependant, toutes les rifts ne se transforment pas en océans. L’évolution géologique de notre planète dira un jour ce qu’il en est du rift est-africain.
Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

Source: Wikipedia

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In East Africa, the East African Rift System (EARS) is one of the largest rift systems on Earth. It stretches over 6,400 kilometers from Ethiopia in the north to Malawi in the south. It is filled with rift valleys and active volcanic regions that include some of the world’s most famous volcanoes, like Mount Kilimanjaro and Ol Doinyo Lengai in Tanzania), or Erta Ale in Ethiopia. This volcanic activity means that eastern Africa is a geothermal hotspot. For example, a large majority of Kenya’s electricity is of geothermal origin.

Geothermal energy has positive side effects for scientists studying EARS. They can take advantage of the geothermal drilling to gain a better understanding of what is driving the geologic processes in the region. Although the running theory is that hot, buoyant deep-mantle upwelling drives the rifting process, it has been very difficult to figure out if this comes from one deep-sourced plume or multiple plumes along the EARS expanse.

In a new study published in the journal Geophysical Research Letters. , scientists at the University of Glasgow, using data gathered at the Menengai geothermal field in Kenya, analyzed of the noble gas neon and determined that it originates in the deep mantle, probably between the outer core and the mantle. Using high precision mass spectrometry, the scientific team also determined a common “fingerprint” of gases across a far distance, which supports the idea that EARS is powered by one singular “superplume” rather than multiple, shallower processes.

The new research suggests that a giant hot blob of rock from the core-mantle boundary is present beneath East Africa ; it is driving the plates apart and propping up the Africa continent so it is hundreds of meters higher than normal.

To investigate whether EARS is in fact powered by a superplume, the researchers first needed to analyze neon isotopes, as noble gasses can reveal deep Earth behavior. However, these gases are also easily contaminated, both by the atmosphere and by other noble gases formed in the lithosphere. However, by analyzing noble gases from the Kenyan geothermal field, scientists found that contamination was minimal. Additionally, they discovered that those same neon isotopic features had also been observed in other parts of the rift system, including in basalts from the Afar plume in Ethiopia, and in the Western Rift Valley between Uganda and the Democratic Republic of Congo. According to its authors, the study “provides the first geochemical evidence for a common deep mantle beneath the entirety of the East African Rift System.”

This data also aligns with a 2023 study from Virginia Tech that investigated why EARS displayed deformations parallel to the rift rather than perpendicular. Their analysis supported the idea that a deep-rooted superplume must be driving a northward-moving magma flow in order for these strange deformations to take shape.

While EARS appears somewhat static, at least, from a human lifespan perspective, the rift could eventually tear Africa in two. So, what we are now witnessing could one day result in the birth of an entirely new ocean. However, not all rifts turn into oceans, so we won’t know for sure until geologic history takes its course.

Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

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.

Les microplaques autour du Rift Est-Africain // The microplates around the East-African Rift

La tectonique joue un rôle important en Afrique de l’Est où la Vallée du Grand Rift s’étire sur des milliers de kilomètres. Pendant de nombreuses années, il a été largement admis que la fracturation du système du Rift est-africain – East African Rift System(EARS) – il y a 22-25 millions d’années, a entraîné la division de la plaque africaine en deux plaques plus petites,  la plaque somalienne et la plaque nubienne. Cependant, plus récemment, grâce à de nouvelles technologies et l’intégration des données GPS sur les séismes, les scientifiques ont découvert que cette fracturation avait donné naissance à trois autres « microplaques » – la plaque Lwandle, la plaque Victoria et la plaque Rovuma. La microplaque Victoria, située entre les branches est et ouest du système du Rift est-africain, est l’une des plus grandes microplaques continentales sur Terre. A l’inverse des microplaques Rovuma et Lwandle, Victoria tourne dans le sens antihoraire par rapport à la plaque nubienne. La cause de ce comportement étrange n’avait pas été expliquée à ce jour.

Des scientifiques du centre de recherche en géosciences de Potsdam ont récemment découvert pourquoi la plaque Victoria tourne dans le sens antihoraire. Jusqu’à présent, les chercheurs expliquaient que la rotation des microplaques était provoquée par l’interaction d’un panache mantellique avec le craton épais de la microplaque et le système de rift. Aujourd’hui, les scientifiques de Potsdam ont découvert que c’est essentiellement la configuration des régions lithosphériques plus faibles ou plus fortes qui entraîne principalement la rotation des microplaques, en particulier la microplaque Victoria.
Dans leur étude, les scientifiques expliquent qu’ « une certaine configuration de ceintures mobiles mécaniquement plus faibles et de régions lithosphériques plus fortes dans l’EARS entraîne des branches de rift incurvées et se chevauchant, ce qui provoque une rotation. »
Les chercheurs ont utilisé des modèles numériques 3D à l’échelle de l’ensemble de l‘EARS pour mesurer la dynamique de la lithosphère et du manteau supérieur au cours des 10 derniers millions d’années. Ils ont testé la valeur prédictive de leurs modèles en comparant d’une part leurs prévisions de vitesse avec des données dérivées du système GPS, et d’autre part leurs prévisions de contraintes au niveau des plaques avec la World Stress Map, une compilation globale d’informations sur le champ de contraintes dans la croûte terrestre, mis à jour depuis 2009.

Il y a beaucoup d’autres microplaques continentales sur Terre qui sont en rotation actuellement, ou qui l’ont été dans le passé. Au vu de la dernière étude, le mécanisme de rotation des microplaques induit par la lithosphère permet de mieux comprendre les rotations observées et de reconstituer les mouvements des plaques tectoniques tout au long de l’histoire de la Terre.
Reference

« Victoria continental microplate dynamics controlled by the lithospheric strength distribution of the East African Rift » – Glerum, A. et al. – Nature Communications

Source: The Watchers.

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Tectonics is playing an important part in East Africa where the Rift Valley extends over thousands of kilometres. For many years, it has been widely accepted that rifting in the East African Rift system (EARS), 22-25 million years ago, resulted in the splitting of the African plate into 2 smaller plates – the Somali plate and the Nubia plate. However, more recently, through the application of technology and the integration of GPS earthquake data, scientists have discovered that the fault has created three other « microplates » – the Lwandle plate, Victoria plate, and the Rovuma plate. The Victoria microplate between the Eastern and Western branches of the East African Rift System is one of the largest continental microplates on Earth. In striking contrast to the other microplates – Rovuma and Lwandle – Victoria rotates counterclockwise with respect to Nubia. The underlying cause of this distinctive rotation has remained elusive so far.

Scientists have recently discovered evidence explaining why the Victoria Plate is rotating in a counterclockwise direction. Previous theories suggested that the rotation of the microplates is driven by the interaction of a mantle plume with the microplate’s thick craton and the rift system. Now, researchers from the German Research for Geosciences in Potsdam have discovered that the configuration of weaker and stronger lithospheric regions mainly drives the rotation of microplates, particularly Victoria.

In the study, the scientists argue that “a certain configuration of mechanically weaker mobile belts and stronger lithospheric regions in the EARS results in curved and overlapping rift branches that prompt rotation.”

The researchers used 3D numerical models on the scale of the entire EARS to measure the lithosphere and upper mantle dynamics in the past 10 million years. They tested the predictive strength of their models by comparing their predictions of velocity with GPS-derived data, and their stress predictions with the World Stress Map, a global compilation of information on the present-day crustal stress field maintained since 2009.

There are many more continental microplates on Earth that are believed to be rotating or have rotated. The lithosphere-driven mechanism of microplate rotation indicated in the study helps decipher these observed rotations and reconstruct plate tectonic motions throughout the Earth’s history.

Reference

« Victoria continental microplate dynamics controlled by the lithospheric strength distribution of the East African Rift » – Glerum, A. et al. – Nature Communications

Source: The Watchers.

Plaques tectoniques en Afrique de l’Est (Source: Wikipedia)

La Terre est une planète vivante // The Earth is a living planet

La Terre est une planète vivante, en perpétuel mouvement. Les plaques tectoniques ne cessent de s’écarter, entrer en collision ou glisser les une contre les autres. C’est ainsi qu’une fracture de plusieurs kilomètres de longueur est apparue récemment dans le SO du Kenya, apportant une nouvelle preuve concrète que le continent africain est en train de se séparer en deux au niveau du Rift est-africain qui s’étire sur plus de 3000 km et marque la limite entre la plaque africaine à l’ouest et la plaque somalienne à l’est. Dans quelques millions d’années, la corne de l’Afrique, avec la Somalie et des morceaux d’Éthiopie, du Kenya et de la Tanzanie, formera une île qui s’éloignera du continent africain.

La fracture apparue au Kenya continue de grandir et s’accompagne d’une activité sismique. D’une quinzaine de mètres de profondeur, elle a coupé la route commerciale de Mai Mahiu-Narok. Bien que la plupart du temps l’évolution du Rift est-africain soit imperceptible, la formation de nouvelles failles ou de fractures, comme celle qui vient de s’ouvrir au Kenya, peut provoquer des séismes. Cependant, en Afrique de l’Est, la plus grande partie de cette sismicité est répartie sur une vaste zone le long de la vallée du Rift et les secousses ont une magnitude relativement faible. A côté des séismes, le volcanisme est une autre manifestation en surface du processus continu de rupture continentale et de la proximité de l’asthénosphère par rapport à la surface.

Le Rift est-africain est un endroit fantastique car il permet d’observer les différentes étapes de sa formation sur toute sa longueur. Au sud, là où le rift est plus jeune, le processus d’extension est faible et la fracturation se produit sur une vaste zone. Le volcanisme et la sismicité sont limités. En remontant vers la région de l’Afar, tout le plancher de la Vallée du Rift est couvert de roches volcaniques. Cela révèle que, dans cette région, la lithosphère s’est amincie jusqu’à presque atteindre un point de rupture complète. Lorsque cette rupture se produira, un nouvel océan commencera à se former par la solidification du magma dans l’espace créé par la rupture des plaques. Au final, sur une période de dizaines de millions d’années, l’extension du fond marin progressera sur toute la longueur du rift. L’océan envahira cet espace et le continent africain deviendra donc plus petit. Une grande île apparaîtra dans l’Océan Indien composée de parties de l’Éthiopie et de la Somalie, y compris la Corne de l’Afrique.
Sources : Presse internationale, Futura Science, The Watchers.

Voici une petite vidéo montrant la fracture apparue au Kenya: https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

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 The Earth is a living planet, in perpetual movement. The tectonic plates constantly move apart, collide or slide against each other. Thus, a fracture several kilometres long has recently appeared in the SW of Kenya, providing further concrete evidence that the African continent is dividing in two at the level of the East African Rift which stretches over 3000 km and marks the boundary between the African plate to the west and the Somali plate to the east. In a few million years, the Horn of Africa, with Somalia and parts of Ethiopia, Kenya and Tanzania, will form an island that will move away from the African continent.
The fracture that has appeared in Kenya continues to grow and is accompanied by seismic activity. About fifteen metres deep, it has cut the Mai Mahiu-Narok commercial highway. Although most of the time the evolution of the East African Rift is imperceptible, the formation of new faults or fractures, such as the one that has just opened in Kenya, can cause earthquakes. However, in East Africa, most of this seismicity is spread over a large area along the Rift Valley and its magnitude is relatively low. In addition to earthquakes, volcanism is another surface evidence of the continuous process of continental rupture and the proximity of the asthenosphere to the surface.
The East African Rift is a fantastic place because it allows to observe the different stages of its formation along its length. To the south, where the rift is younger, the extension process is limited and faulting occurs over a large area. Volcanism and seismicity are limited. Going up to the Afar region, the entire floor of the Rift Valley is covered with volcanic rocks. This reveals that in this region the lithosphere has thinned to almost complete break up. When this break up occurs, a new ocean will begin to form by the solidification of magma in the space created by the broken up plates. In the end, over a period of tens of millions of years, the extension of the seafloor will progress over the entire length of the rift. The ocean will invade this space and the African continent will become smaller. A large island will appear in the Indian Ocean composed of parts of Ethiopia and Somalia, including the Horn of Africa.
Sources: International Press, Futura Science, The Watchers.

Here is a short video showing the fracture in Kenya : https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

Vue du Rift est-africain (Source: USGS)