Dynamique de la Lithosphère océanique atlantique

[invite8225f4a6]

Bonjour à vous,

Je cherche des personnes pour m'aider à comprendre le fonctionnement tectonique au niveau de la lithosphère atlantique:

Si j'ai bien compris un rift situé au milieu de l'océan crée une extension de la lithosphère progressivement au fil des années. Cette lithosphère océanique est translatée vers les croutes continentales pour être subducée et décomposée dans le manteau.

J'ai du mal à percevoir où la lithosphère atlantique est recyclée. Elle est âgée de 200 millions d'année du coup elle devrait être subducée depuis plusieurs milliards d'années. Il n'y a pas eu de formation de montagne ou zone volcanique ?

Merci pour votre aide.

Antoine
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[Tawahi-Kiwi]

Bonjour et bienvenue sur les forums Futura-Sciences,

Cette lithosphère océanique est translatée vers les croutes continentales pour être subducée et décomposée dans le manteau.

Pas forcement, cela peut se faire au niveau d'une marge oceanique; formant ainsi un arc insulaire.

J'ai du mal à percevoir où la lithosphère atlantique est recyclée. Elle est âgée de 200 millions d'année du coup elle devrait être subducée depuis plusieurs milliards d'années. Il n'y a pas eu de formation de montagne ou zone volcanique ?

Elle ne l'est pas pour le moment. Certains auteurs ont suggere qu'une subduction naissante avait lieu au large du Portugal, mais les preuves de cela sont assez maigres tant qu'a present.
Voir: Duarte et al., 2013

Il n'y a pas des raisons d'avoir des subductions anterieures au Jurassique puisque l'ocean Atlantique n'existait pas.

T-K

[invite8225f4a6]

Merci pour le message de bienvenue, je me suis inscrit car je m'intéresse à la tectonique des plaques que j'ai étudié au lycée comme tout le monde et j'ai l'impression qu'il reste pas mal de zones d'ombre dans ce domaine.

Elle ne l'est pas pour le moment. Certains auteurs ont suggere qu'une subduction naissante avait lieu au large du Portugal, mais les preuves de cela sont assez maigres tant qu'a présent

Cela signifie que toute la lithosphère est recyclée au niveau de l'océan pacifique (couronne de feu) depuis plusieurs milliards d'année ? On a pas retrouvé de lithosphère plus âgée ce côté ?

Merci de ta patience 😅

[Tawahi-Kiwi]

Cela signifie que toute la lithosphère est recyclée au niveau de l'océan pacifique (couronne de feu) depuis plusieurs milliards d'année ? On a pas retrouvé de lithosphère plus âgée ce côté ?

Pas depuis des milliards d'annees. La plaque pacifique n'est pas si vieille; elle serait apparue au millieu du Jurassique. Auparavant, l'ocean pacifique (residu de Panthalassa) etait constitue de trois plaques (Farallon, Phoenix et Izanagi). Il ne reste que des petits residus de ces trois anciennes plaques (Charcot, Cocos, Juan da Fuca, Gorda).

L'ocean lui-meme (independemment des plaques qui le composent), etait tres different avant la formation de la Pangee, et n'est pas le seul a recycle la lithosphere oceanique. Les anciens oceans (Tethys, Paleotethys, rheique, iapetus, panafricain,...) n'existent plus car leurs marges actives ont entierement consommes leurs bassins oceaniques. La Méditerranée, la Mer Noire, Caspienne et Aral sont par exemples des residus qui ont echapes a la subduction complete de la Tethys.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8225f4a6]

Merci pour ces informations concernant les anciennes plaques tectoniques.

Même si la lithosphère océanique n'est pas vieille de plusieurs milliards d'années le phénomène de subduction existe depuis toujours même avant le Trias et la Pangée non ?

D'ailleurs mon interrogation vient justement du fait que sur l'ensemble du globe on arrive pas à trouver un plancher océanique plus ancien qui n'aurait pas été consommé. 350 millions d'année pour la Méditerranée me semble également très jeune au vu de l'âge de la planète.

Il n'a pas, nul part ? Un plancher océanique plus vieux disons de 1 milliard d'année dans un coin qui n'aurait pas été consommé ?

J'essaie juste de comprendre après j'arrêterai mes questions neuneus

Antoine

[Tawahi-Kiwi]

Même si la lithosphère océanique n'est pas vieille de plusieurs milliards d'années le phénomène de subduction existe depuis toujours même avant le Trias et la Pangée non ?

Oui, le phenomene de subduction existe dans un etat similaire a l'etat actuel depuis la fin de l'Archeen, il y a 2,5 milliards d'annees.

D'ailleurs mon interrogation vient justement du fait que sur l'ensemble du globe on arrive pas à trouver un plancher océanique plus ancien qui n'aurait pas été consommé. 350 millions d'année pour la Méditerranée me semble également très jeune au vu de l'âge de la planète.

On trouve du vieux plancher oceanique, mais il n'est plus en place. Les ophiolites les plus anciennes ont environ 3,8 milliards d'annees.
En place, la lithosphere devient trop froide, trop epaisse, trop dense pour subsister pendant une longue periode et une marge active peut eventuellement apparaitre spontanement. Au dela d'une grosse centaine de millions d'annees, la lithosphere oceanique ne "flotte" plus facilement sur le manteau, elle peut donc facilement "couler" et commencer une subduction.

T-K

[invite8225f4a6]

Merci beaucoup pour tes explications mais pour moi c'est ici que je décroche.

Je ai du mal concevoir que l'intégralité 100 % (pas 99 %) de la lithosphère océanique de plus de 350 millions d'année ait été consommée ou qu'elle coule toute seule dans le manteau au vu de la position des zones les plus anciennes sur le globe.

Il reste ces ophiolites dont tu parles retrouvés dans les Alpes et Himalaya mais rien au niveau du pacifique là où ça subduque depuis très longtemps.

Je ne veux en aucun cas défendre d'autres théories car de toute manière j'en serais incapable mais je m'interroge simplement.

Bonne journée et merci encore.

[Tawahi-Kiwi]

Il reste ces ophiolites dont tu parles retrouvés dans les Alpes et Himalaya mais rien au niveau du pacifique là où ça subduque depuis très longtemps.

Tu te trompes, le pourtour du Pacifique (et anciennement de Panthalassa) contient de nombreuses ophiolites.

Distribution mondiale des ophiolites
Credit: Pirard, 2012

Les ophiolites des Alpes et de l'Himalaya sont "recentes" et lies a la fermeture de la Tethys.

Je ai du mal concevoir que l'intégralité 100 % (pas 99 %) de la lithosphère océanique de plus de 350 millions d'année ait été consommée ou qu'elle coule toute seule dans le manteau au vu de la position des zones les plus anciennes sur le globe.

350 millions d'annees est une duree considerable pour une croute oceanique qui se deplace de 5cm/an (en moyenne); ca fait ~1/2 demi-Terre de deplacement tout les ~350 millions d'annees. A chaque fois que cette croute oceanique entre en contact avec une croute moins dense (continentale, arc volcanique ou lithosphere oceanique plus jeune), il devient tres probable qu'elle soit le cote qui subducte et non l'inverse. Sur une duree de plusieurs centaines de millions d'annees, il devient tres probable que cela arrive.

T-K

[invite8225f4a6]

Oui désolé pour les Ophiolites et merci pour la carte.

Je reste toujours septique sur le fait que l'intégralité de la croûte océanique pacifique de plus de 200 millions d'années se soit entièrement subduquée et que l'on en retrouve uniquement sur le continent.

Je vais continuer à me renseigner, je reviendrai peut être avec de nouvelles questions 

[invitec97fa116]

Merci Tawahi-Kiwi pour la carte des ophiolites.

Je reste toujours septique sur le fait que ...

Sceptique plutôt, non ??? Quoique, peut-être un jeu de mot sur les fosses le long des zones de subduction

En tout cas, je te conseille de lire quelques documents sur la tectonique des plaques et la lithosphère océanique et de revenir poser tes éventuelles questions, car j'ai l'impression que c'est quand même très flou au niveau des connaissances actuelles sur le fonctionnement de la tectonique des plaques. Tu peux regarder sur le site planet-terre de l'ENS de Lyon, par exemple sur lequel il y a plusieurs documents, diaporamas ou conférences sur le sujet.

sur le fait que l'intégralité de la croûte océanique pacifique de plus de 200 millions d'années se soit entièrement subduquée et que l'on en retrouve uniquement sur le continent.

Comme l'a dit Tawahi-Kiwi, quand une plaque se déplace pendant 200-300 Ma, elle va se déplacer sur plusieurs milliers de km (et les dimensions des plaques sont aussi en milliers de km le plus souvent). Elle va forcément rencontrer à un moment ou à un autre une plaque lithosphérique moins dense (sauf bien sûr dans le cas d'une théorie que je ne citerai pas ici... ) et finir par plonger. Et quand ça commence à plonger, il n'y a pas juste un petit lambeau de la plaque qui va plonger.

[invite8225f4a6]

Bonjour,

Je viens de nouveau vous embêter avec mes questions de noobie de la géologie.

J'ai regardé un documentaire concernant la fosse des Mariannes. Ils expliquent que cette fosse est une zone de subduction qui consomme la matière provenant de la dorsale pacifique. La lithosphère étant devenue trop dense, elle s'enfonce dans le manteau. Ils expliquent également que c'est la fosse elle-même qui entraine le reste de la plaque et du coup la lithosphère se déplace encore plus rapidement que les autres plaques à 8,1 cm/an.

Ma question est la suivante :

Normalement la lithosphère devrait être la plus ancienne au niveau de la zone de subduction vu qu'elle va se faire consommée par le manteau. Comment se fait-il que, selon Google Earth, la zone la plus ancienne d'environ 240 million d'années soit située à plusieurs kilomètre au large de la fosse qui est âgée de 170 million d'années ?

En vous remerciant encore pour votre patience !

Antoine

[Tawahi-Kiwi]

Ils expliquent également que c'est la fosse elle-même qui entraine le reste de la plaque et du coup la lithosphère se déplace encore plus rapidement que les autres plaques à 8,1 cm/an.

Toute cette partie la est discutable, suivant les points de vue (slab pull; ridge push, convection) et c'est sans doute un melange des trois dans bien des cas.
La subduction la plus rapide (bien que 8,1 cm/an soit deja assez rapide), se trouve dans le SW Pacifique avec 24 cm/an dans la fosse de Tonga-Kermadec entre la plaque Pacifique et le bassin de Lau

Normalement la lithosphère devrait être la plus ancienne au niveau de la zone de subduction vu qu'elle va se faire consommée par le manteau. Comment se fait-il que, selon Google Earth, la zone la plus ancienne d'environ 240 million d'années soit située à plusieurs kilomètre au large de la fosse qui est âgée de 170 million d'années ?

Cela est lie a la naissance de la plaque Pacifique elle-meme; entre trois plaques qui ont maintenant plus ou moins disparue (voir message #4).
La subduction est-asiatique a commence il y a plusieurs dizaines de millions d'annees dans le Mesozoique, avec probablement la subduction de la partie la plus ancienne de la plaque Izanagi. L'accretion, le roll-back et la succession de zones de subduction a consomme les parties les plus en plus jeunes de cette plaque jusqu'a subducter la dorsale elle-meme (comme c'est le cas actuellement en Amerique du Sud). La subduction a continuer et commencer a consommer des parties de plus en plus anciennes de la plaque pacifique, jusqu'a la situation actuelle.


Credit: Muller et al., 2008

T-K

[invite8225f4a6]

Merci pour cette réponse rapide et pour les cartes.

Antoine

[invite8225f4a6]

Ces cartes sont vraiment intéressantes cela montre qu'une dorsale océanique peut bouger géographiquement.

On aurait tendance à penser que génèrant autant de matière de chaque côté les forces seraient équivalentes un peu comme du côté de l'Atlantique avec une sorte de symétrie.

Serait ce possible d'avoir un exemple de ce genre de mouvement ?

Merci

Antoine

[invite8225f4a6]

"Message annulé"

[invite8225f4a6]

"Our Cretaceous reconstruction of the Panthalassa Ocean (Fig. 1) is based on the premise that the Pacific Plate formed at 170 Ma in the Late Jurassic as a triangle, originating from a triple junction between the Farallon, Phoenix, and Izanagi plates (20), which are reconstructed on the basis of preserved magnetic lineations and fracture zones (21, 22) and the assumption of spreading symmetry, with the exception of areas where ridge jumps are documented."

Ils ont déterminé la forme de l'ancienne plaque pacifique à l'aide des lignes magnétiques et des zones de fractures si je comprends bien ? Donc grâce au géomagnétisme de la roche et des inversions de pôles de la terre j'imagine ...

Je pense que je dois aller voir "D. C. Engebretson, A. Cox, R. G. Gordon, Geol. Soc. Am.
Spec. Pap. 206, 1 (1985) " pour en savoir plus 

[invite8225f4a6]

Alors j'ai trouvé un article sympa où ils expliquent la naissance de la plaque pacifique: On the enigmatic birth of the Pacific Plate within the Panthalassa Ocean
Lydian M. Boschman* and Douwe J. J. van Hinsbergen

http://http://advances.sciencemag.or.../e1600022.full

J'ai chopé quelques passages sympas :

IMG_0009.JPG

The Pacific triangle is located just east of the Marianas Trench (Fig. 1) and contains magnetic anomalies in three orientations: the northeast-trending Japanese, northwest-trending Hawaiian, and east-trending Phoenix lineations (11). The geometry of the triangle that is formed by these sets of anomalies (Fig. 1) implies that the Pacific Plate (PAC) grew as a result of ocean spreading at three ridges that must have separated the Pacific Plate from three conceptual preexisting oceanic plates.

Ce que je comprends c'est qu'ils ont déterminé la naissance de la plaque pacifique à l'aide de la forme triangulaire des anomalies magnétiques.

IMG_0008.JPG

The best available constraint on Pacific Plate motion before 83 Ma is provided by a fixed hotspot reference frame for the Pacific Plate (21), which goes back to 145 Ma. This hotspot frame provides the position of the Pacific Plate with respect to the mantle. There is currently no control on either relative (to the global plate circuit) or absolute Pacific Plate motion before this time.

Après ils ont déterminé la position de la naissance de la plaque avec la détection d'un point chaud du manteau.

IMG_0010.JPG

The nature of the IZA-FAR-PHO triple junction before the birth of the Pacific Plate can be constructed using the basic rules of plate tectonics, assuming no change in relative plate motion in the IZA-FAR-PHO system before and after the birth of the Pacific Plate occurred.

Et boom ça fait des chocapic ! 😅

J'ai bon ?

[invite8225f4a6]

Ensuite la plaque pacifique s'agrandit au cours des millions d'années et poussent toutes les autres plaques autour comme Izanagi et Farallon qui se font consommer avec leur dorsale par l'Eurasie d'un côté et l'Amérique de l'autre.

IMG_0011.jpg

IMG_0012.jpg

Mais on a des preuves concrètes de l'existence de ces anciennes plaques ?

Antoine

[Tawahi-Kiwi]

J'ai bon ?

oui, en gros c'est correct.

Mais on a des preuves concrètes de l'existence de ces anciennes plaques ?

Des preuves concrètes depend beaucoup de la definition que l'on donne a "concrète". En geologie, on a rarement des preuves directes d'evenements passes; c'est le plus souvent une combinaison d'observations qui donne un modele satisfaisant au mieux toutes ces observations.

Reste donc tout les points que tu as souleve dans tes derniers messages, et tout ce qui est accrete sur les marges eurasiennes, australiennes et americaines depuis des centaines de millions d'annees.

T-K

[invitec97fa116]

Ensuite la plaque pacifique s'agrandit au cours des millions d'années et poussent toutes les autres plaques autour comme Izanagi et Farallon qui se font consommer avec leur dorsale par l'Eurasie d'un côté et l'Amérique de l'autre.

Il me semble qu'on peut identifier les restes de la plaque Farallon sous le continent américain par tomographie sismique comme ici ou ici en 3D.

[Tawahi-Kiwi]

Il me semble qu'on peut identifier les restes de la plaque Farallon sous le continent américain par tomographie sismique

En effet, ainsi que toutes les plaques residuelles....

Il ne reste que des petits residus de ces trois anciennes plaques (Charcot, Cocos, Juan da Fuca, Gorda).

Est ce que ce sont des preuves concretes, je ne sais pas

T-K

[invite8225f4a6]

Il me semble qu'on peut identifier les restes de la plaque Farallon sous le continent américain par tomographie sismique comme ici ou ici en 3D.

Ah ouais ! C'est super bien fait je vais regarder ça merci

[invite8225f4a6]

Avec une étude 3D comme celle de Karin Sigloch, cela devient difficile de douter de l’existence d'un phénomène de subduction au niveau de la plaque nord américaine ...

Pour faire cette image 3D elle a utilisé les ondes primaires des séismes du secteur, leur vitesse et amplitude mais j'ai du mal à comprendre comment elle fait pour reconstituer la plaque ? Elle prend les positions de tous les hypocentres des séismes et elle les relie en 3d j'imagine...?

The goal is to systematically exploit frequency-dependent information contained in broadband waveforms of body waves for imaging three-dimensional mantle structure. 420,000 traveltime and 160,000 amplitude measurements of teleseismic P-waves are jointly inverted for P-velocity and attenuation to ~1800 km depth.

[Tawahi-Kiwi]

Pour faire cette image 3D elle a utilisé les ondes primaires des séismes du secteur, leur vitesse et amplitude mais j'ai du mal à comprendre comment elle fait pour reconstituer la plaque ? Elle prend les positions de tous les hypocentres des séismes et elle les relie en 3d j'imagine...?

C'est plus complique que cela. Le principe n'est pas tres different de la tomographie medicale (particulierement la tomodensitometrie (CT-scan)). Les durees de transmission des ondes sismiques entre une source (sismique) et les recepteurs; les attenuations d'intensite de ces ondes, dans certains cas, la polarisation des ondes, etc.; toutes ces informations incorporees dans des programmes informatiques permettent de reconstituer la distribution des heterogeneites du manteau, de la meme maniere que des tumeurs peuvent etre identifiees dans des organes lors de CAT-scans.

T-K

[invite8225f4a6]

Ok j'ai compris. Elle écrit aussi : This ancient plate is still detectable because seismic waves travel slightly faster through it than through the ambient mantle.

[invitecb488bc2]

Certains auteurs ont suggere qu'une subduction naissante avait lieu au large du Portugal, mais les preuves de cela sont assez maigres tant qu'a present.
Voir: Duarte et al., 2013

Je remonte le sujet par rapport à ce point précis que je viens de le découvrir en faisant des recherches sur la subduction de l'Atlantique sur des modèles prévisionnels de la géologie dans l'avenir. Certes sur ses modèles, la zone de subduction de l'Atlantique apparaît sur la côte est des Etats-Unis mais ça ne change pas le fait que les modèles voient une subduction de l'Atlantique dans l'avenir... le séisme de Lisbonne de 1755 pourrait être lié ? En théorie si cette subduction a bien lieu au niveau du Portugal, ce qui reste à prouver, on devrait s'attendre à la naissance d'un arc volcanique + d'une chaîne de montagnes type Andine sur le rebord ouest de l'Europe ?

[Tawahi-Kiwi]

Je remonte le sujet par rapport à ce point précis que je viens de le découvrir en faisant des recherches sur la subduction de l'Atlantique sur des modèles prévisionnels de la géologie dans l'avenir. Certes sur ses modèles, la zone de subduction de l'Atlantique apparaît sur la côte est des Etats-Unis mais ça ne change pas le fait que les modèles voient une subduction de l'Atlantique dans l'avenir...

Il n'y a pas de raisons que la tectonique des plaques soit fondamentalement differente dans le futur proche. Une subduction au niveau des marges continentales est a attendre (des deux cotes de l'Atlantique) a un moment ou a un autre.
L'article cite precedemment concernant le Portugal a surtout un interet sur la tentative d'identifier le debut de la subduction au large de la peninsule iberique. La question n'est pas de savoir si un jour il y aura une subduction a l'ouest de l'Europe, pour cela, la reponse est assez evidente.

le séisme de Lisbonne de 1755 pourrait être lié ?

La transformante Acores-Gibraltar a tout a fait le potentiel pour etre la source de ce seisme. Il y a d'ailleurs deja un mouvement partiellement subductif lie a l'arc de Gibraltar.

En théorie si cette subduction a bien lieu au niveau du Portugal, ce qui reste à prouver, on devrait s'attendre à la naissance d'un arc volcanique + d'une chaîne de montagnes type Andine sur le rebord ouest de l'Europe ?

Il n'y a pas de subduction au large du Portugal pour le moment. Juste des contraintes tectoniques telles que cela pourrait favoritairement apparaitre dans cette region la.

Ensuite, encore 5 a 10 millions d'annees avant de voir quoique ce soit de volcanique en surface; Apres, ce n'est pas du tout une contrainte d'avoir une chaine andine a l'ouest de l'Europe. La subduction andine est en place depuis 200 millions d'annees, et pendant une tres grosse centaine de millions d'annees, les Andes n'existaient pas. Trop de phenomenes extensifs a la marge continentale, formant des bassins d'avant et arriere arc. C'est seulement depuis le Miocene qu'une chaine de montagne digne de ce nom est en place.

T-K