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Actualité de l'ENS de Lyon

Fatigue du manteau terrestre et réarrangements tectoniques

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Actualité
 

Publication du LGL dans PNAS

La chaine de volcans émergés ou sous-marins d'Hawaï. 
Dans cet article, les auteurs émettent l'hypothèse d'un mécanisme qui expliquerait pourquoi une plaque se "découpe" en un temps très bref pour un géologue : le million d'années. Cette publication est signée par des chercheurs de Yale University (Connecticut), de University of California  Los Angeles et Yanick Ricard du Laboratoire de géologie de Lyon (LGLTPE - CNRS, Université Lyon-1 et ENS de Lyon).
La chaine de volcans émergés ou sous marins qui s'étire lentement depuis Hawaii est depuis longtemps interprétée comme la trace qu'un point chaud fixe situé dans le manteau laisse à la surface de la plaque tectonique du Pacifique. On imagine que ce point chaud se situe aujourd'hui sous Hawaii et la chaine des volcans fossiles marque le glissement actuel de la plaque Pacifique sous l'Asie en direction du nord-ouest, comme une nappe mal ajustée glisserait d'une table.
Avant la période Eocène la plaque Pacifique se dirigeait plein nord. Un coude abrupt de la chaîne de volcans situé très au large du Japon révèle un changement abrupt de direction de l'immense plaque Pacifique qui pose un sérieux problème mécanique: quelles sont les forces capables d'affecter aussi rapidement un manteau qui a plutôt tendance à évoluer sur des échelle de temps de plusieurs centaines de millions d'annees ?
La fatigue mécanique du manteau due à  la convection et à la circulation des plaques tectoniques endommage les minéraux et reduit la taille des grains. Tant que les grains des mineraux constitutifs du manteau n'ont pas atteint une taille critique, le manteau se déforme de façon continue et uniforme. Lorsque les propriétés mécaniques du solide ainsi altérées atteignent une valeur seuil, la déformation s'emballe, et le vaste plancher du Pacifique oblique brutalement - un million d'année est après tout un temps géologique très bref - et la configuration des plaques s'en trouve altérée à l'échelle de notre planète.
Références : Abrupt tectonics and rapid slab detachment with grain damage,  David Bercovici, Gerald Schubert, and Yanick Ricard, doi: 10.1073/PNAS.1415473112

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