Le mystère du plus grand rift continental du monde élucidé par des géologues

Le système du rift est-africain (EAR) est un phénomène géologique fascinant et mystérieux. Il traverse le continent sur des milliers de kilomètres. Comment se forme cette fissure dans la croûte terrestre ? Quelles sont les forces qui la font s’étirer ou se briser ? Une nouvelle étude de l’université Virginia Tech apporte des éléments de réponse. Les chercheurs ont combiné plusieurs méthodes pour percer le secret de cet événement singulier.

Une colonne de roches chaudes qui remonte du fond de la Terre

L’étude est parue dans le Journal of Geophysical Research. Elle se base sur des données GPS et des simulations numériques. Elle étudie la déformation de la croûte terrestre le long du système du rift est-africain. L’étude révèle que le “superplume africain” est responsable de cette déformation singulière. C’est une gigantesque colonne de roches chaudes qui remonte du fond de la Terre et réchauffe la surface. Il est aussi responsable de l’anisotropie sismique observée sous le système du rift est-africain.

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Le superplume africain prend naissance dans le sud-ouest de l’Afrique et se dirige vers le nord-est. Il s’approche progressivement de la surface, modifiant le mouvement des roches mantelliques sous-jacentes. Ce phénomène est une importante remontée de manteau chaud depuis les profondeurs de notre planète. Il apporte de la chaleur à la surface. Cette zone s’étend du sud-ouest de l’Afrique au nord-est de l’Afrique. Elle devient moins profonde au fur et à mesure qu’elle avance, modifiant l’écoulement du manteau sous-jacent.

L’effet du mouvement des plaques tectoniques

Lorsque les continents se séparent, la croûte terrestre s’étire et se fend. Cela provoque des rifts continentaux. La cause principale de ces rifts est le mouvement des plaques tectoniques. La croûte terrestre suit généralement la direction du mouvement des plaques. Elle se déforme quand la lithosphère se dilate et se rompt. La lithosphère est la couche externe rigide de la Terre.

Des fractures et des séismes se produisent dans les parties les plus superficielles de la lithosphère qui s’affine. Les chercheurs comparent le comportement de la lithosphère à celui du Silly Putty. C’est un jouet en pâte à modeler viscoélastique. “Si vous tapez sur le Silly Putty avec un marteau, il peut se casser. Mais le Silly Putty s’allonge si on le tire doucement.” Sarah Stamps est professeure associée au département des géosciences, une division du College of Science de Virginia Tech. Elle est co-auteure de l’article. Elle dit que “la lithosphère terrestre réagit différemment selon les échelles de temps”.

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Une anomalie dans la direction

Que le rift continental s’allonge ou se brise, la déformation qu’il entraîne suit normalement des directions prévisibles. La déformation est en général perpendiculaire au rift. Mais les chercheurs ont détecté une déformation perpendiculaire au système de rifts, dans le sens inverse. Ils ont suivi les rifts par GPS pendant plus de 12 ans.

“Nous avons découvert que cette déformation parallèle étrange est due à l’écoulement du manteau vers le nord causé par le superplume africain. Nous pensons que l’écoulement du manteau n’explique pas la direction perpendiculaire au rift est-ouest d’une partie de la déformation. Mais il peut expliquer la déformation anormale vers le nord, parallèlement au rift.” C’est ce que déclare Tahiry Rajaonarison, chercheur postdoctoral au New Mexico Tech. Il a fait son doctorat au Virginia Tech dans le laboratoire de Stamps.

“Nous proposons une nouvelle interprétation de la possibilité d’une déformation anormale en Afrique de l’Est”, écrivent les auteurs. “Nous confirmons les hypothèses antérieures selon lesquelles les forces liées à la flottabilité de la lithosphère sont à l’origine du rift.” Les chercheurs ont analysé la dynamique sous-jacente du système du rift est-africain. Ils ont utilisé une modélisation thermomécanique en 3D. Cette analyse leur a permis de trouver la source des déformations parallèles au rift.

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Leur étude pourrait résoudre le débat scientifique sur les facteurs qui influencent le mouvement des plaques dans le système du rift est-africain. Leur étude s’appuie sur les informations d’un article qu’ils ont publié en 2021. Cet article utilise les techniques de modélisation de Rajaonarison.