Comment la tectonique des plaques a-t-elle commencé? Une histoire de tectonique des plaques et de points chauds

Le problème de l’initiation de la tectonique des plaques ainsi que de la mise en place de la subduction reste problématique voire énigmatique. En effet, à l’heure actuelle, l’initiation d’une subduction nécessite au préalable des forces aux limites et donc une tectoniquue des plaques ainsi que des zones de fragilité dans la lithosphère conséquence là encore de la tectonique des plaques.
Dans un papier publié dans Nature en décembre 2015, Taras GERYA propose une simulation numérique très interessante qui est en lien d’une part avec notre programme mais aussi qui permet de revenir sur une question à laquelle nous n’avons pas répondu et qui corrobore son hypothèse à savoir l’ouverture de l’océan Atlantique.

  La simulation numérique ci-dessous montre la conséquence de l’arrivée d’un point chaud sur une plaque complètement homogène. Cette arrivée entraine la formationGerya_2
a) de ce qu’on appelle un plateau océanique puis
b) la formation d’une fosse et d’un slab (= un panneau plongeant de lithosphère dans le manteau) de forme circulaire puis
c) un déchirement du slab puis
d) la formation d’une véritable zone de subduction avec un retrait en arrière du slab (on en reparlera dans le cours sur le magmatisme) puis
e) la formation de dorsale et de faille transformante
La colonne de gauche montre la topographie , celle de droite la morphologie de la lithosphère subduite avec la projection de la température de surface du slab
Lorsqu’on regarde la surface de la Terre à partir de cette arrivée de point chaud comme montré à droite, on constate en effet la formation de plaque lithosphérique (a) animée de mouvement vers les zones de subductions (b)

 

 

Map_AtlanticNon seulement cette simulation explique comment la tectonique des plaques a pu être initiée mais vient en appui à la théorie selon laquelle l’océan Atlantique aurait été ouvert par l’arrivée de point chaud. En effet, si on regarde la localisation des points chauds dans l’océan Atlantique, on constate qu’ils sont sur la dorsale ou très proche de la dorsale. Ces panaches mantelliques, en arrivant en surface entraine un réchauffement de la base de la lithosphère. Or, la base de la lithosphère est définie par l’isotherme 1300°C. Si la base est réchauffée, alors, elle remonte et la lithosphère devient donc plus fine à sa base. Par compensation isostasique, la partie supérieure de la lithosphère s’effondre ce qui entraine un rifting : c’est le rifting actif.

37_Rifting_actif


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