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Une étude minéralogique dévoile les secrets des failles transformantes océaniques

Une équipe franco-italienne, impliquant notamment le laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET- OMP), a étudié les processus géologiques et minéralogiques qui se produisent aux frontières des plaques tectoniques. Leurs résultats, éclairant les activités sismiques et les processus tectoniques sous l’océan, ont été publiés dans Nature communications.

Le fonctionnement des failles transformantes océaniques, qui jouent un rôle essentiel dans la structure de la croûte océanique, a longtemps été entouré de mystère en raison de l’accès limité à ces zones profondes (parfois jusqu’à plus de 6 000 mètres de profondeur). La mission océanique COLMEIA (CNRS-INSU, 2013) au niveau de la ride d’Atobá, dans l’océan Atlantique, a permis de recueillir des roches mantelliques déformées le long de la faille nord du système transformant de Saint-Paul. Ces roches, connues sous le nom de péridotites mylonitiques, sont caractérisées par une réduction de la taille des cristaux, ce qui révèle une déformation ductile à haute température (~ 800 – 1000°C).

Lors de cette nouvelle étude, en examinant de près la structure des minéraux, les scientifiques ont observé que cette réduction de la taille des cristaux était facilitée par la présence de fluide qui entraine la dissolution de grands cristaux de pyroxène et la précipitation de nouveaux cristaux interstitiels plus petits. C’est un processus de fluage par dissolution-précipitation. Par conséquent, la localisation de la déformation dans cette zone se produit à des contraintes plus faibles que ce que l’on avait compris précédemment.

Ce fluage par dissolution-précipitation assisté par des fluides apparaît comme un facteur d’affaiblissement dominant dans la lithosphère océanique, jouant un rôle clé dans la formation et la pérennité des failles formant les limites de plaques tectoniques. Ces résultats soulignent le rôle important de la dynamique des fluides circulant dans la lithosphère, influençant le comportement des failles transformantes océaniques.

La nouvelle compréhension des mécanismes de déformation en jeu le long des failles transformantes océaniques ouvre des perspectives de recherche passionnantes. Elle constitue une base essentielle pour l’étude de l’évolution de ces failles dans le temps et la compréhension de l’activité sismique et des processus tectoniques dans les océans. 

Les résultats de ces travaux ne sont pas seulement utiles à la communauté scientifique dans son ensemble, ils offrent également des informations précieuses aux géologues, aux sismologues et aux géophysiciens qui étudient la tectonique des plaques et les processus dynamiques de la Terre.


Publication

Fluid-assisted grain size reduction leads to strain localization in oceanic transform faults, M. Bickert, M-A. Kaczmarek, D. Brunelli, M. Maia, T. F. C. Campos & S. E. Sichel, Nature communications, (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39556-5


Source Université Toulouse 3 Paul Sabatier

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