PACIFIQUE OCÉAN

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Géodynamique : histoire plaquiste de l'océan Pacifique

Mouvement instantané

C'est le Pacifique qui servit au premier test publié de la théorie de la tectonique des plaques. Dan McKenzie et Robert L. Parker montrèrent en 1967 que tous les mécanismes à la source des séismes sur le pourtour de la partie nord du Pacifique possédaient une propriété remarquable : la direction de la projection horizontale du vecteur indiquant le mouvement sur le plan de la faille responsable du séisme varie d'une façon systématique à la limite entre le Pacifique et l'ensemble continent nord-américain-Aléoutiennes-Kamtchatka-Kouriles-Japon. Sur un total de quatre-vingts séismes superficiels survenus dans la période de 1957 à 1967, environ 80 p. 100 avaient des vecteurs mouvement à 200 de la direction prédite par un modèle d'interaction entre deux ensembles rigides à la surface d'une sphère. L'azimut de la faille de San Andreas entre Parkfield et San Francisco et le vecteur mouvement moyen de toutes les répliques dans la région de l'île Kodiak consécutives au grand tremblement de terre de l'Alaska de 1964 (magnitude 8,4-8,5 sur l'échelle de Richter) permirent, par construction graphique simple, de déterminer un pôle de rotation eulérien à 500 N. 850 O. pour le mouvement relatif Pacifique-Amérique du Nord. En 1978, un meilleur ajustement de toutes les données sur le globe a permis de déterminer un pôle proche de 490 N. 740 O., ce qui démontre la justesse de la première analyse.

Interaction Pacifique-Amérique du Nord

Les failles de San Andreas, des îles de la Reine-Charlotte et de Fairweather forment un système transformant entre la dorsale du Pacifique est et la fosse des Aléoutiennes correspondant à un coulissage dextre. À partir de l'Alaska et le long de l'arc des Aléoutiennes, la plaque Pacifique plonge sous les îles et le continent nord-américain avec un angle faible de l'ordre de 70. Le changement de direction de l'arc des Aléoutiennes dans sa partie occidentale induit un cisaillement dextre. Le changement de direction brutal entre l'arc des Aléoutiennes et la fosse des Kouriles au droit du Kamtchatka signifie le retour à un régime de chevauchement dans le secteur situé entre le Kamtchatka et l'île de Honshū au Japon.

Le contact direct Pacifique-Amérique du Nord et Eurasie est interrompu à l'est par l'existence de la plaque Cocos (ou même de la plaque Rivera), au sud du golfe de Californie et à l'ouest par la présence de la plaque Philippines. Cette frontière est également compliquée, au droit du nord de la Californie, de l'Oregon, de l'État de Washington et de la Colombie britannique, par l'existence de la petite plaque Juan de Fuca entre la faille de Mendocino et la faille  

de la Reine-Charlotte. Cette plaque s'enfonce sous l'Amérique du Nord à une vitesse de l'ordre de 3 à 4 centimètres par an (de 30 à 40 km par million d'années) et s'écarte de la mégaplaque Pacifique de 2 (ride de Gorda au sud) à 5,8 centimètres par an (ride de Juan de Fuca au nord).

La vitesse du mouvement relatif entre la plaque Pacifique et l'Amérique du Nord est curieusement très mal contrainte puisqu'on ne peut utiliser que le taux (incertain) de cisaillement sur la faille de San Andreas ou les taux d'ouverture dans les petits bassins du golfe de Californie.

Interaction Pacifique-Cocos et Cocos-Amérique du Nord et Caraïbes

Au sud de la faille transformante Rivera, la dorsale du Pacifique est sépare la plaque Pacifique de la plaque Cocos jusqu'au point triple des Galápagos vers 20 N. Dans ce segment, la dorsale du Pacifique est a un taux d'accrétion rapide (9 cm/an) à ultrarapide (13,5 cm/an) et est décalée par de nombreuses failles transformantes : Orozco, Clipperton, Siqueiros. Un très grand nombre de recherches françaises menées à l'axe de la dorsale du Pacifique est à 130 N., commencées lors de l'expédition Searise de 1980 à bord du navire océanographique Jean-Charcot et poursuivies par de nombreuses campagnes de plongées avec les submersibles Cyana et Nautile, ont permis de cartographier de nombreux champs hydrothermaux actifs. Cette région a vu une réorganisation majeure de frontières de plaques depuis 12 millions d'années, et la dorsale du Pacifique est fonctionne avec sa géométrie actuelle depuis 3,5 millions d'années seulement, puisque jusqu'à cette époque la dorsale des Mathématiciens a fonctionné.

La subduction de la plaque Cocos sous l'Amérique centrale avec un taux de l'ordre de 7,5 centimètres par an est fortement couplée à l'accrétion océanique le long de la dorsale du Pacifique est. On a émis l'hypothèse que la plaque Cocos a subi une rotation importante en réponse à l'âge très différent de la croûte subductée au niveau du fossé d'Amérique centrale quand on se déplace entre le point le plus au nord (au large de l'État de Jalisco, au Mexique) et le plus au sud (au large du Costa Rica). La fosse d'Amérique centrale, avec une profondeur maximale de 6 662 mètres au large du Guatemala, est la moins profonde des fosses du Pacifique. Au nord, la subduction se termine au niveau d'un point triple, soit proche de la faille transformante Rivera, soit dans la région de la faille transformante Tamayo, si l'on accepte que la fosse d'Amérique centrale se poursuit par la fosse de Tres Marías. Au sud, la subduction se termine à l'intersection de la fosse avec la faille transformante nord-sud de Panamá au niveau d'un second point triple. La fosse d'Amérique centrale est segmentée par la présence de rides asismiques : ride de Tehuantepec vers 150 N. et ride Cocos vers 80 N. On sait maintenant que la ride de Tehuantepec est une zone de fracture fossile séparant une croûte plus jeune au nord qu'au sud, mais qu'il n'y a pas de connexion véritable entre la ride de Tehuantepec et la faille transformante de Clipperton. La ride Cocos a été créée à partir de 15 millions d'années par le « point chaud » qui continue à construire l'archipel des îles Galápagos. Citons, pour finir, les programmes de forages dans cette région qui ont permis de préciser les modalités de la subduction. Par exemple, dans la fosse d'Amérique centrale, au large du Guatemala, la totalité des sédiments accompagne la croûte océanique de la plaque Cocos dans la subduction sans former de prisme d'accrétion et la marge de l'Amérique centrale subit une subsidence.

Interaction Pacifique-Nazca

La dorsale du Pacifique est qui constitue la frontière d'accrétion entre les plaques Pacifique et Nazca s'étend sur environ 4 000 kilomètres entre le point triple des Galápagos à 20 N. et le point triple à 350 S. Ces deux limites sont caractérisées par l'existence de microplaques : Galápagos au nord et Juan Fernández au sud. Une troisième microplaque interrompt la continuité de la dorsale du Pacifique est entre 220 et 260 S. Cette microplaque de Pâques (ou Rapa Nui) est l'objet de recherches très actives, car les microplaques sont une des catégories de discontinuités axiales dans les processus d'accrétion. De nombreuses microplaques fossiles ont été découvertes à l'intérieur de la pl [...]

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  • : ingénieur civil des Mines, professeur des Universités en géophysique, université de Brest

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Pour citer l’article

Jean FRANCHETEAU, « PACIFIQUE OCÉAN », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-pacifique/