DORSALES OCÉANIQUES
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Structure superficielle des dorsales
Les dorsales océaniques sont des chaînes sous-marines de quelques milliers de kilomètres de largeur.
Profils topographiques à travers l'océan Atlantique central et le continent nord-américain. Ces profils ont étés établis à partir de données numériques réparties sur une grille dont la maille élémentaire est de 5' x 5'. La topographie est indiquée en noir pour les parties des...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Topographie au nord de l'équateur
Topographie moyenne d'un flanc de la dorsale Pacifique et de la dorsale médio-atlantique au nord de l'équateur. La profondeur suit une variation monotone en fonction de l'âge et, par conséquent, en fonction de la distance à l'axe de la dorsale, qui est représenté par l'âge zéro. Deux...
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Leur morphologie d'ensemble semble être contrôlée par le taux d'accrétion (taux de séparation ou d'ouverture entre deux plaques), qui varie de 1 à 18 centimètres par an.
Pour un faible taux, de l'ordre de 1 à 3 centimètres par an, caractéristique de la dorsale médio-atlantique dans l'Atlantique nord et de la dorsale sud-ouest de l'océan Indien, une vallée profonde, ou rift, marque l'axe de la dorsale. Large de 20 à 50 kilomètres, elle est constituée de grabens emboîtés avec un plancher interne bordé par des grandes failles normales. De part et d'autre, dans la province des montagnes du rift, la croûte océanique conserve une topographie faillée et très accidentée créée dans la vallée, avec une atténuation du relief due à la sédimentation pélagique.
Différents profils bathymétriques à haute résolution à l'axe de dorsales en fonction du taux d'accrétion. Les données bathymétriques ont étés recueillies par un système géophysique remorqué près du fond, le Deep-Tow. En a, profil caractéristique d'une dorsale lente avec son relief...
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Pour une accrétion moyenne, de 3 à 5 centimètres par an, observée dans l'Atlantique sud et au niveau de la dorsale centrale indienne, la vallée axiale n'est bien développée qu'au contact des failles transformantes qui segmentent ce dispositif de dorsales. Pour une accrétion rapide, de 5 à 10 centimètres par an, la vallée axiale, souvent absente, n'a que 50 à 200 mètres de profondeur. Elle occupe l'axe d'un large bombement, et la topographie des flancs est relativement douce. De bons exemples sont fournis par la dorsale du Pacifique est, à l'entrée du golfe de Californie, et par la dorsale de Colón (Galapagos Spreading Center), à l'est des îles Galapagos.
Différents profils bathymétriques à haute résolution à l'axe de dorsales en fonction du taux d'accrétion. Les données bathymétriques ont étés recueillies par un système géophysique remorqué près du fond, le Deep-Tow. En a, profil caractéristique d'une dorsale lente avec son relief...
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Pour une accrétion très rapide, située entre 10 à 18 centimètres par an, il n'y a plus de vallée axiale mais, au contraire, une ride topographique linéaire de 200 à 300 mètres de relief et d'une dizaine de kilomètres de largeur, parfois entaillée par un petit graben. C'est le cas, par exemple, de la dorsale du Pacifique est à 13 degrés de latitude nord, étudiée en détail depuis 1982 par des équipes françaises à l'aide des submersibles Cyana et Nautile. La croûte montre une topographie relativement lisse avec des accidents du type horst et graben de faible amplitude.
Différents profils bathymétriques à haute résolution à l'axe de dorsales en fonction du taux d'accrétion. Les données bathymétriques ont étés recueillies par un système géophysique remorqué près du fond, le Deep-Tow. En a, profil caractéristique d'une dorsale lente avec son relief...
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Il existe toutefois quelques exceptions à cette classification : en effet, les dorsales localisées à proximité des points chauds, par exemple la dorsale de Reykjanes, au sud de l'Islande, ne comportent pas de vallée axiale mais prennent les caractéristiques morphologiques des dorsales rapides.
Les différents modèles
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l'existence d'une vallée axiale. Le premier type de modèle est celui d'une perte de charge hydraulique due à la viscosité du magma qui remonte dans un conduit à l'aplomb de l'axe de la dorsale. La dépression existant au toit du conduit traduit la perte de charge due aux forces visqueuses, forte quand le conduit est étroit (dorsale lente), faible quand il est large (dorsale rapide).
La striction de la lithosphère axiale en régime permanent est à la base du deuxième type de modèle. Elle agit sur la partie plastique de la lithosphère axiale et n'aboutit jamais à la rupture, car il y a constamment un apport d'asthénosphère et création d'une nouvelle croûte. Elle ne se manifeste que sur une lithosphère suffisamment résistante (dorsale lente) et est négligeable quand la région axiale est dominée par le comportement de l'asthénosphère (dorsale rapide).
Des modèles plus complets ont été proposés en 1990 par John Chen et Jason Morgan, de Princeton University, en développant cette idée de modélisation mécanique de la lithosphère, mais en utilisant une rhéologie non linéaire par la croûte océanique. Ils rendent compte de l'existence d'une vallée axiale de 1 à 2 kilomètres de relief pour une accrétion lente, de moins de 500 mètres pour un taux intermédiaire et de la disparition du rift pour les dorsales à accrétion rapide. Selon ces chercheurs, les caractéristiques de la dorsale de Reykjanes (profondeur trop faible puisqu'elle arrive au niveau de la mer) pourraient s'expliquer par des anomalies positives de température dans le manteau (+ 150 0C) ou par une épaisseur excessive de croûte océanique. De la même façon, les particularités (profondeur trop grande d'au moins 500 m, entre autres) de la discordance Australie-Antarctique, segment anormal de la dorsale sud-est indienne compris entre 120 et 128 degrés de longitude est et que l'on a apparenté à un « point froid », pourraient être liées à une anomalie [...]
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Écrit par :
- Jean FRANCHETEAU : ingénieur civil des Mines, professeur des Universités en géophysique, université de Brest
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Pour citer l’article
Jean FRANCHETEAU, « DORSALES OCÉANIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/dorsales-oceaniques/