Pourquoi certains volcans sont-ils si loin des rifts ? Par Laurent Sacco

Pourquoi certains volcans sont-ils si loin des rifts ?

Logiquement, des volcans se forment dans les vallées des rifts, au-dessus de la zone de fusion partielle du manteau. Mais pas seulement : certains en sont très éloignés. Cette énigme s'expliquerait par les changements de répartition des contraintes tectoniques dans la croûte en extension, d’après les modélisations numériques réalisées par une équipe internationale.

L’article que vient de publier un groupe de géophysiciens dans Nature Geoscience aurait sans doute retenu l’attention d’Haroun Tazieff s’il était encore parmi nous. On fête cette année le centenaire de sa naissance, et une biographie, Un volcan nommé Tazieff, rédigée par Frédéric Lavachery, son fils qui est également président du centre Haroun Tazieff, va sortir en avril 2014. Peu de personnes savent sans doute que c’est sur la demande d’Haroun Tazieff que la Calypso a effectué les travaux d’échosondage ayant conduit en 1952 à la découverte de la faille axiale du fossé d’effondrement de la mer Rouge. Le volcanologue avait été invité à l’époque par le commandant Cousteau lors d’une expédition de son navire océanographique.

Fervent adepte de la théorie de la dérive des continents d’Alfred Wegener et convaincu que le volcanisme n’était pas un épiphénomène de l’activité géologique de la planète, Haroun Tazieff soupçonnait une prolongation du rift est-africain dans la mer Rouge. Les missions d’explorations et les campagnes d’étude en Afar de la fin des années 1960 au début des années 1970 qu’il réalisera avec ses collègues Giorgio Marinelli, Franco Barberi et Jacques Varet lui ont donné l’occasion de vérifier qu’il avait vu juste. Ces missions d’exploration du fossé d’effondrement où se situent les volcans de la chaîne de l’Erta Ale ont contribué à la validation de la théorie de la tectonique des plaques, démontrant que la mer Rouge et la dépression de l’Afar, en Éthiopie, sont un océan en formation.

Transports de magma presque horizontaux

Depuis la fin des années 1960, la théorie de la tectonique des plaques et la modélisation du volcanisme qui lui est associé ont progressé. Mais les chercheurs en géosciences ont encore du travail sur la planche. Par exemple, un fait curieux les troublait. Du liquide magmatique issu de la fusion partielle du manteau supérieur s’accumule à la frontière entre le manteau et la croûte juste sous le bassin d’effondrement des rifts. Mais curieusement, le magma ne fait pas éruption à la surface uniquement dans cette zone. Des volcans issus du magmatisme sous le rift se forment parfois à des dizaines, voire des centaines de kilomètres de distance.

Des membres du German Research Centre for Geosciences (GFZ) et des universités de Southampton et de Rome III ont cherché à résoudre cette énigme. Ils sont partis d’un modèle numérique pouvant décrire le transport du magma dans des roches soumises à des contraintes, comme celles qui étirent et amincissent la croûte terrestre et forment des rifts. Cela leur a permis de découvrir que la topographie des vallées d’effondrement des rifts a une influence sur les contraintes tectoniques et la façon dont elles guident la propagation des dykes volcaniques, les filons de magma qui s’infiltrent via des fractures dans la croûte.

En gros, lorsque le fossé d’effondrement est peu profond et large, le magma fait éruption verticalement à sa source, comme on s’y attendait. Mais quand le fossé est profond et étroit, les contraintes inclinent les dykes, de sorte qu’ils sont parfois presque horizontaux au début de leur formation. Puis le magma remonte diagonalement et donne des volcans sur les bords du rift, et parfois bien plus excentrés de part et d’autre de la vallée centrale. Dans certains cas, le magma s’arrête en formant des empilements de roches refroidies sans faire éruption à la surface. Selon les chercheurs, cela expliquerait peut-être l'absence de volcanisme de surface durant des millions d'années observée dans les rifts en Europe.

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