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 cette carte bathymétrique de l'Observatoire de la Terre de la NASA. Photo : NASA — La dorsale médio-atlantique (orange foncé) sur cette 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 les scientifiques ne comprennent ni comment ni pourquoi ce phénomène se produit, 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 la 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 pics submergés, la dorsale médio-atlantique (MAR), sépare les plaques tectoniques nord-américaine et eurasienne d'une part, et sud-américaine et africaine d'autre part. L'équipe a constaté que des matériaux provenant des profondeurs de la Terre remontent à la surface par la MAR, écartant les plaques de part et d'autre de la dorsale.

Le manteau terrestre, épais de 2 896 kilomètres et essentiellement solide, entoure le noyau terrestre. La croûte terrestre est divisée en plaques tectoniques, qui s'assemblent comme un puzzle. Elles interagissent de plusieurs façons : elles se rapprochent, s'éloignent ou glissent vers le bas. L'expansion des fonds marins, qui se produit lorsque les plaques s'écartent, est l'un des moyens de faire remonter le magma des profondeurs terrestres à la surface. Un autre moyen est la remontée de roches chaudes et tendres du manteau, poussées par les courants de convection.

Tout matériau poussé sous une limite de plaque comme MAR provient généralement du manteau, situé très près de la surface terrestre, à 4,8 kilomètres sous la croûte. Aucun matériau provenant du manteau inférieur, le plus proche du noyau, n'y a été détecté. Cependant, l'étude de 2021 a révélé que MAR est un point chaud de convection. 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 y ont laissés pendant un an pour recueillir des données sur les tremblements de terre dans le monde .

Les ondes sismiques rebondissant sur la matière du noyau terrestre permettent aux scientifiques de mieux comprendre ce qui se passe dans le manteau sous le MAR. L'équipe a découvert que le magma et la roche provenant de 660 kilomètres sous le manteau peuvent être poussés à la surface. La remontée de matière est à l'origine de la séparation des plaques tectoniques et des continents situés au-dessus, à un rythme de 4 centimètres par an.

« La remontée d'eau du manteau inférieur vers le manteau supérieur et vers la surface est généralement associée à quelques zones localisées 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 totalement inattendus. »

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

Normalement, les plaques tectoniques se déplacent sous l'effet de la gravité, car celle-ci attire les parties les plus denses de la plaque vers le bas, dans la Terre. Mais la plaque qui entoure l'océan Atlantique n'est pas aussi dense, ce qui amène les scientifiques à se demander quel autre facteur la fait bouger, si ce n'est la gravité. L'étude suggère que la remontée de matériaux des 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 ce processus a commencé il y a 200 millions d'années et que son rythme d'expansion pourrait s'accélérer à l'avenir.

An Khang (selon Business Insider )

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