Pourquoi l'océan Atlantique s'élargit chaque année

L'océan Atlantique s'élargit de 4 cm chaque année en raison de la remontée de matériaux dans les profondeurs du manteau qui écartent les plaques tectoniques.

La dorsale médio-atlantique (orange foncé) sur la carte bathymétrique de l'observatoire de la Terre de la NASA. Photo : NASA — La dorsale médio-atlantique (orange foncé) sur la carte bathymétrique de l'observatoire de la Terre de la NASA. Photo : *NASA*

La plaque tectonique qui soutient les Amériques se sépare de l’Europe et de l’Afrique. Mais la manière et la raison exactes de ce phénomène restent un mystère pour les scientifiques, car l’océan Atlantique ne possède pas de plaques de subduction denses comme l’océan Pacifique. Une étude de 2021 publiée dans la revue Nature suggère que le facteur clé de l’expansion de l’Atlantique se trouve sous une immense chaîne de montagnes sous-marines au milieu de l’océan.

Une série de chaînes de montagnes submergées appelée dorsale médio-atlantique (MAR) sépare la plaque tectonique nord-américaine de l'Eurasie et la plaque tectonique sud-américaine de l'Afrique. L'équipe a découvert que des matériaux provenant des profondeurs de la Terre remontaient à la surface à travers le MAR, écartant les plaques tectoniques de chaque côté de la ligne de démarcation.

Le manteau solide, épais de 2 896 km, entoure le noyau terrestre. La croûte terrestre est divisée en plusieurs plaques tectoniques qui s'assemblent comme un puzzle. Ils interagissent de plusieurs manières, se déplaçant ensemble, s'éloignant ou glissant vers le bas. L'expansion des fonds marins, qui se produit lorsque les plaques tectoniques s'écartent, est l'une des façons dont le magma souterrain atteint la surface. Une autre façon de procéder est que des roches chaudes et tendres s’élèvent du manteau et que les courants de convection les poussent vers la surface.

Tout matériau poussé sous une limite de plaque tectonique comme MAR commence généralement dans le manteau très proche de la surface de la Terre, situé à 4,8 km sous la croûte. On n’y détecte pas de matière provenant du manteau inférieur, le plus proche du noyau. Mais une étude de 2021 a révélé que MAR est un point chaud convectif. Les chercheurs ont mesuré l’activité sismique sur une zone de 1 000 kilomètres carrés. Ils ont largué 39 sismomètres dans l'océan en 2016, puis les ont laissés là pendant un an pour collecter des données sur les tremblements de terre dans le monde entier.

Les ondes sismiques rebondissant sur la matière du noyau terrestre donnent aux scientifiques un aperçu de ce qui se passe dans le manteau sous le MAR. L'équipe a découvert que le magma et la roche situés à 660 kilomètres sous le manteau pourraient être poussés vers la surface à cet endroit. La remontée de matière est à l'origine de la séparation des plaques tectoniques et des continents situés au-dessus, à une vitesse de 4 cm par an.

« La remontée d'eau du manteau inférieur vers le manteau supérieur et vers la surface est généralement associée à quelques endroits localisés comme l'Islande, Hawaï et Yellowstone, et non aux dorsales médio-océaniques », a déclaré Matthew Aguis, sismologue à l'Université Roma Tre et co-auteur de l'étude de 2021. « Cela rend les résultats très intéressants car ils étaient complètement inattendus. »

Normalement, le déplacement des matériaux du manteau inférieur vers le manteau supérieur est entravé par une bande dense de roche dans la zone de transition, à des profondeurs de 410 et 660 km. Mais Agius et ses collègues estiment qu'en dessous du MAR, les températures dans la partie la plus profonde de la zone de transition sont plus élevées que prévu, ce qui rend la région plus mince. C’est pourquoi les matériaux peuvent remonter jusqu’au fond de la mer plus facilement qu’ailleurs sur Terre.

Normalement, les plaques tectoniques se déplacent sous l’influence de la gravité car elle attire les parties les plus denses de la plaque vers la Terre. Mais la plaque tectonique qui entoure l'océan Atlantique n'est pas si solide, ce qui amène les scientifiques à se demander ce qui la fait bouger si ce n'est la gravité. Les résultats de l’étude suggèrent que la remontée de matériaux dans les profondeurs du manteau pourrait être le mécanisme à l’origine de l’expansion de l’océan Atlantique. Catherine Rychert, géophysicienne à l'Université de Southampton, a déclaré que le processus a commencé il y a 200 millions d'années et que le taux d'expansion pourrait augmenter à l'avenir.

An Khang (selon Business Insider )

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