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Tom Gernon prélevant des échantillons de dépôts volcaniques au volcan Boset, dans le Grand Rift éthiopien.Crédit : Thomas Gernon, Université de Southampton
La couche chaude située entre la croûte et le manteau terrestre n’est pas statique dans la région d’Afar en Éthiopie, mais remonte de manière rythmique. Une étude publiée dans Nature Geoscience1 par des chercheurs de dix institutions, dont les universités de Southampton, d’Addis-Abeba et de Swansea, présente une analyse de130 échantillons de roches volcaniques provenant de la région d’Afar pendant plusieurs années à partir de 2012. Afin de mieux comprendre la structure de la croûte et du manteau terrestre les chercheurs ont utilisé une modélisation statistique pour intégrer leurs données à des données géochimiques et géophysiques courantes.
Ils ont découvert que les variations de l’épaisseur de la croûte terrestre au-dessus du manteau influencent le moment et la forme de ces remontées. Lorsque les plaques tectoniques sont plus minces ou s’éloignent plus rapidement, le manteau réagit par des pulsations plus fréquentes et plus intenses de roche en fusion. Cette activité rythmique, façonnée par la dynamique des plaques sus-jacentes, contribue à affaiblir la croûte continentale, facilitant ainsi l’expansion des rifts et, à terme, la formation de bassins océaniques.
« Il y a clairement un processus de rifting dans la région d’Afar », explique Emma Watts, auteure correspondante, qui était affiliée à l’Université de Southampton lorsqu’elle a commencé ses recherches, mais qui est aujourd’hui chargée de recherche à l’Université de Swansea. « L’océan se forme grâce à cet éloignement progressif, et Afar se fissure tout le long du continent. »
Bien que le rift de l’Afar offre un aperçu des premières étapes de la formation des océans, le processus n’est ni rapide ni régulier, car le rythme du rifting doit rester constant pendant des millions d’années pour que l’océan finisse par se former.
Alors que d’autres chercheurs2 soupçonnent l’existence d’un courant ascendant chaud du manteau, appelé panache, sous la région, qui finirait par former un nouveau bassin océanique, les recherches publiées dans Nature Geosciences font progresser nos connaissances sur la structure de ce courant ascendant et son mouvement sous les plaques.
L’Afar n’est toutefois pas nécessairement représentative des autres zones de rift. Bien que l’Afrique compte plus de 100 volcans actifs, la région d’Afar est unique en tant que site où convergent trois plaques tectoniques : la plaque nubienne, la plaque somalienne et la plaque arabique. Au cours de millions d’années, ce processus a ouvert la mer Rouge et le golfe d’Aden, et est maintenant en train de séparer lentement le rift d’Afrique de l’Est qui traverse l’Éthiopie, le Kenya et descend jusqu’au Mozambique.
« C’est un peu comme si on est sur une route de trois voies où la circulation est beaucoup plus rapide qu’elle est sur une seule voie », explique Watts.
L’interaction entre les trois rifts, qui se déplacent à des rythmes différents, rend également les résultats uniques à cette région. Les pulsations se comportent différemment dans chacun de ces trois rifts, en fonction de l’épaisseur de la plaque qui les recouvre et de la vitesse à laquelle elles s’écartent.