2.4 : Frontières divergentes
2.4.2 : Crêtes médio-océaniques
A mesure que le rifting et l’activité volcanique progressent, la lithosphère continentale devient plus mafique (voir chapitre 4) et plus mince, avec pour résultat final la transformation de la plaque sous la zone de rifting en lithosphère océanique. C’est le processus qui donne naissance à un nouvel océan, tout comme l’étroite mer Rouge est apparue avec le déplacement de l’Arabie loin de l’Afrique. Lorsque la lithosphère océanique continue de diverger, une dorsale médio-océanique se forme.
Les dorsales médio-océaniques, également appelées centres d’étalement, présentent plusieurs caractéristiques distinctives. Ce sont les seuls endroits sur terre qui créent une nouvelle lithosphère océanique. La fusion par décompression dans la zone du rift transforme les matériaux de l’asthénosphère en nouvelle lithosphère, qui suinte à travers les fissures de la plaque océanique. La quantité de nouvelle lithosphère créée au niveau des dorsales médio-océaniques est très importante. Ces volcans de rift sous-marins produisent plus de lave que tous les autres types de volcanisme réunis. Malgré cela, la plupart du volcanisme des dorsales médio-océaniques reste non cartographié car les volcans sont situés en profondeur sur le plancher océanique.
Dans de rares cas, comme quelques endroits en Islande, les zones de rift affichent le type de volcanisme, d’étalement et de formation de dorsales que l’on trouve sur le plancher océanique.
La caractéristique de la crête est créée par l’accumulation de matériau lithosphérique chaud, plus léger que l’asthénosphère dense sous-jacente. Ce morceau de lithosphère à flottabilité isostatique se trouve partiellement submergé et partiellement exposé à l’asthénosphère, comme un glaçon flottant dans un verre d’eau.
A mesure que la dorsale continue de s’étendre, le matériau lithosphérique est éloigné de la zone de volcanisme et devient plus froid et plus dense. En continuant à s’étendre et à se refroidir, la lithosphère se dépose en de larges bandes de topographie relativement dépourvue de caractéristiques appelées plaines abyssales à topographie plus basse .
Ce modèle de formation des dorsales suggère que les sections de la lithosphère les plus éloignées des dorsales médio-océaniques seront les plus anciennes. Les scientifiques ont testé cette idée en comparant l’âge des roches situées à divers endroits du fond de l’océan. Les roches trouvées près des dorsales sont plus jeunes que celles trouvées loin de toute dorsale. Les modèles d’accumulation des sédiments confirment également l’idée d’un étalement des fonds marins. Les couches de sédiments ont tendance à être plus fines près des dorsales médio-océaniques, ce qui indique qu’elles ont eu moins de temps pour s’accumuler.
Comme mentionné dans la section sur le paléomagnétisme et le développement de la théorie de la tectonique des plaques, les scientifiques ont remarqué que les dorsales médio-océaniques contenaient des anomalies magnétiques uniques qui apparaissent comme des rayures symétriques des deux côtés de la dorsale. Selon l’hypothèse de Vine-Matthews-Morley, ces inversions alternées sont créées par le champ magnétique terrestre qui s’imprime dans le magma après son émergence de la dorsale. Le magma très chaud n’a pas de champ magnétique. Au fur et à mesure que les plaques océaniques s’écartent, le magma se refroidit en dessous du point de Curie, température en dessous de laquelle un champ magnétique est verrouillé dans les minéraux magnétiques. L’alternance des inversions magnétiques dans les roches reflète l’échange périodique des pôles nord et sud de la Terre. Ce modèle paléomagnétique fournit un grand enregistrement historique des mouvements du plancher océanique, et est utilisé pour reconstruire l’activité tectonique passée et déterminer les taux d’étalement des dorsales .
Vidéo de la rupture de la Pangée et de la formation de l’océan Atlantique nord. Par Tanya Atwater.
Grâce à leur géologie distinctive, les dorsales médio-océaniques abritent certains des écosystèmes les plus uniques jamais découverts. Les dorsales sont souvent constellées de cheminées hydrothermales, des fissures profondes qui permettent à l’eau de mer de circuler dans les parties supérieures de la plaque océanique et d’interagir avec la roche chaude. L’eau de mer surchauffée remonte à la surface de la plaque, transportant des gaz et des minéraux dissous, ainsi que de petites particules. L’eau hydrothermale émise qui en résulte ressemble à une fumée noire sous-marine.
Les scientifiques connaissaient depuis un certain temps ces zones géothermiques au fond de l’océan. Cependant, ce n’est qu’en 1977, lorsque des scientifiques pilotant un véhicule à grande profondeur, l’Alvin, ont découvert une communauté prospère d’organismes regroupés autour de ces cheminées hydrothermales . Ces organismes uniques, dont des vers tubulaires de 3 mètres de long, plus grands que des personnes, vivent dans l’obscurité totale du fond de l’océan, privés d’oxygène et de lumière solaire. Ils utilisent l’énergie géothermique fournie par les cheminées et un processus appelé chimiosynthèse bactérienne pour se nourrir de composés sulfurés. Avant cette découverte, les scientifiques pensaient que la vie sur terre ne pouvait exister sans la photosynthèse, un processus qui nécessite la lumière du soleil. Certains scientifiques suggèrent que ce type d’environnement aurait pu être à l’origine de la vie sur Terre , et peut-être même de la vie extraterrestre ailleurs dans la galaxie, comme sur la lune de Jupiter, Europe .
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