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Fonctionnement d’une dorsale : l’océanisation
Morphologie et structure de la dorsale
Dorsales actuelles et anciennes



CNRS-Géomanips

Sur cette image tous les reliefs de notre planète apparaissent, qu'ils soient émergés ou immergés. Dans les parties océaniques, les dorsales apparaissent en bleu clair
© NOAA


Failles et volcanisme marquent les paysages des continents soumis à une extension. Le fossé du Rhin, l’Est africain et l’Islande correspondent à différents stades de ce processus qui, lorsqu’il se poursuit pendant des millions d’années, ouvre des océans comme l’Atlantique et le Pacifique.

À ce stade évolué, des « dorsales » sous marines sont en pleine activité volcanique et créent sans cesse de nouveaux fonds océaniques (océanisation).

Les dorsales, généralement situées à 2500 mètres environ sous la surface de la mer, sont un système de montagnes volcaniques sous-marines d’environ 64.000 kilomètres de long où sont fabriqués chaque année 17 km3 de nouvelle croûte océanique.




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Morphologie et structure de la dorsale
Dorsales actuelles et anciennes


 


Le submersible l’Archimède


Série de photos de laves fraîches


Fumeurs construits par dépôts hydrothermaux


Fissure ouverte


Profil topographique


Dessin animé


Trois étapes du rifting




La croûte continentale étirée par les mouvements de divergence des plaques peut, après les phases «fossé d’effondrement (Alsace), rift continental (Afrique) » être totalement amincie.

Les roches du manteau supérieur subissent une diminution de pression au droit de l’amincissement. Ceci facilite la fusion d’une partie de ces roches chaudes (fusion partielle).

Le magma ainsi formé se rassemble ; plus léger, il tend à monter dans les fissures et va s’épancher en surface.

Le magma, produit par la fusion partielle du manteau, est injecté par un grand nombre de dykes basaltiques dans la croûte continentale granitique, maintenant amincie et étirée. (Il y a tellement de dykes qui se forment en fait qu'il est finalement difficile de savoir en les regardant ce mélange granite-basalte quelle était la roche originelle, le granite continental, ou le basalte océanique). Ce mélange granite-basalte s'appelle la croûte de transition (principalement parce que la vitesse des ondes séismiques (tremblement de terre) s’y propageant est intermédiaire entre celle qui caractérise le granite (plus lente) et celle qui caractérise le basalte (plus rapide).

La déchirure continentale laisse donc apparaître peu à peu des roches issues du manteau, denses. En raison de cette densité, leur altitude est négative et l’eau de mer envahit la région : un océan naît, les continents se séparent, deux plaques sont individualisées.

L’extension se poursuivant, la croûte océanique se fissure régulièrement. Le magma qui parvient ainsi au contact de l’eau de mer prend des formes de coussins (pillow-lavas en anglais) en raison des pressions d’eau régnant en profondeur.

Les roches volcaniques consolidées s’écartent de chaque côté de la dorsale ce qui laisse la place à de nouvelles arrivées de laves qui forment de nouvelles roches volcaniques, plus jeunes. Les anciens bords du Rift s’éloignent, toujours remplacés par de nouveaux

C'est ce magma, refroidi, cristallisé, qui formera la nouvelle croûte océanique de part et d'autre d'une dorsale d’abord embryonnaire comme celle qui ouvre la Mer Rouge.

La répétition de la fissuration de la roche éloigne graduellement les vieux volcans du secteur chaud de la dorsale.

L’eau de mer s’infiltre dans ces roches volcaniques chaudes et ressort chargée d’éléments qui se déposent en construisant des cheminées appelées fumeurs noirs. C’est un processus dit hydrothermal.

De nombreux tremblements de terre superficiels accompagnent ces phénomènes.
Par la suite, les roches volcaniques anciennes seront enfouies sous des couches de sédiments.

Ainsi s’écartent progressivement deux morceaux de plaque continentale, ils dérivent. Entre eux, apparaît puis s’élargit symétriquement par rapport à la dorsale, un fond océanique nouveau appartenant aux deux plaques.



 



 



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Morphologie et structure de la dorsale
Dorsales actuelles et anciennes



Dessin de la dorsale Atlantique


3 profils bathymétriques types de rides


Coupe schématique à travers une ride océanique


Carte de répartition des dorsales

Suivez les reliefs des dorsales qui serpentent dans tous les océans de notre globe actuel. Elles ne sont pas toutes « médio-océaniques » puisque la dorsale Pacifique est largement hors de l’axe de cet océan.

La morphologie des dorsales dépend de la quantité de magma expulsé et par conséquent de la vitesse d’expansion au niveau des dorsales.

Cette vitesse varie de 2 cm par an dans le cas d'une dorsale lente (c’est le cas de l'Océan Atlantique) à 17 cm par an pour des dorsales rapides (dorsales de l'Océan Pacifique).

Lorsque la vitesse d'expansion est faible, une étroite vallée axiale, aussi appelée rift, a le temps de se former par effondrement des roches bordant la dorsale. La fracturation d’une ride lente permet la formation d’une vallée axiale d’environ 25 à 50 km de large et 2 km de profondeur. À l’axe d’une ride rapide, le magma remonte abondamment au niveau de la dorsale et le rift n'a pas le temps de se former. L’axe est lisse et surélevé et présente une fosse modeste limitée à 100 m de large et 10 m de profondeur.

Les couches de roches qui forment la lithosphère océanique sont appelées : ophiolites.

La dorsale est souvent décalée par des zones de fractures, ou failles transformantes. La crête de la dorsale et ses failles transformantes sont le lieu de presque tous les tremblements de terre d’origine peu profonde se produisant dans l’océan.



 







Fonctionnement d’une dorsale : l’océanisation
Morphologie et structure de la dorsale
Dorsales actuelles et anciennes



Carte des reliefs actuels de la planète entière


Situation des dorsales il y a 145 millions d’années


Pillow lavas d’âge jurassique



L’activité des dorsales actuelles, ainsi que celle des zones de subduction, explique la toujours actuelle dérive des continents, désormais mesurée en centimètres, année après année.

Reconstituer les déplacements des continents dans le passé est une des missions que se donnent les géologues.

Les indices de dorsales comparables aux actuelles, mais qui ont cessé d'être actives depuis longtemps, sont retrouvés sur les continents. Le géologue reconnaît leurs roches volcaniques spécifiques qui ont même pu conserver leurs formes en coussins, comme dans le Queyras (Alpes françaises. Leur composition chimique permet de les comparer aux pillows des lentes dorsales actuelles, Atlantique ou Indienne (SW).

Les reconstitutions des géographies anciennes (paléogéographies) est possible depuis le début du Paléozoïque.





 





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