Les dessous de la tectonique des plaques

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©NZP& M
Nul ne mettrait plus en doute aujourd'hui le bien-fondé de la tectonique des plaques, théorie qui explique si bien la dérive des continents. Et pourtant, personne ne sait encore exactement comment les plaques océaniques réussissent à si bien glisser sur le manteau terrestre sur lequel elles sont posées. «Il y a quinze ans, on apprenait encore que les plaques devaient glisser sur une couche où les roches devaient être en fusion, à des températures approchant 1.300 °C, explique Fabrice Gaillard, de l'Institut des sciences de la terre d'Orléans. Or on sait désormais que la température y est bien plus basse, et n'est pas suffisante pour faire fondre entièrement la roche. On a donc besoin d'autre chose, et c'est ce point qui fait désormais débat dans la communauté en géophysique.»
Une campagne d'observations sismiques à haute résolution menée par des chercheurs néo-zélandais et publiée cette semaine dans la revue Naturevient d'apporter un regard inédit sur ce processus, en sondant avec une précision jamais atteinte la zone où la plaque pacifique plonge sous la plaque australienne, à la pointe sud de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande.«C'est un très beau travail d'observation réalisé par ces chercheurs, avec une méthode de sismologie active qui leur permet d'obtenir une excellente résolution verticale, bien meilleure que les observations antérieures dans d'autres zones de subduction, avec des ondes sismiques émises par des tremblements de terre naturels», commente Andrea Tommasi, directrice de recherche CNRS au laboratoire Géosciences Montpellier.Site des enregistrements sismiques en Nouvelle Zélande

Présence de magma

L'équipe néo-zélandaise, avec des collègues japonais et américains, a employé les grands moyens pour envoyer des ondes sismiques à plus de 100 km de profondeur dans le manteau terrestre. Ils ont déployé des capteurs sur une ligne de 85 km de longueur, au sol comme en mer, pour enregistrer les ondes provoquées par 12 explosions de 500 kg de dynamite placés dans des puits souterrains.Ce dispositif leur permet de distinguer pour la première fois la structure verticale fine de la frontière entre la lithosphère, autrement dit la plaque constituée de la croûte océanique et d'une partie du manteau supérieur, et l'asthénosphère, partie moins rigide du manteau. «La surprise, c'est qu'ils voient une frontière très fine, de seulement 1 km, sous laquelle se trouve une autre couche de 10 km, qu'ils appellent un chenal de cisaillement, détaille Catherine Rychert, géophysicienne à l'université de Southampton en Angleterre. Cette structure qui a une faible viscosité expliquerait selon eux comment le mouvement de la plaque peut être découplé de celui du manteau en dessous.»Le caractère plus visqueux de cette couche intermédiaire pourrait s'expliquer par la présence de magma, même en faible proportion, dans les roches du manteau. «Nous avons montré il y a quelques mois dans la même revue Nature qu'il suffisait de 1 % de roche en fusion entre 70 et 80 km de profondeur pour expliquer les variations de conductivité électrique qu'on observe dans cette région», précise Fabrice Gaillard. Une explication que les Néo-Zélandais ne mentionnent pas dans leur article, alors qu'elle résout pourtant une grande partie de leurs interrogations.auteur Cyrille Vanlerberghe 4 février 2015http://www.lefigaro.fr/sciences/2015/02/04/01008-20150204ARTFIG00416-les-dessous-de-la-tectonique-des-plaques.php

Le dessous des cartes Tectonique des plaques