Vers une explication du volcanisme de Yellowstone

L’interaction des plaques tectoniques en subduction et d’un point chaud serait à l’origine de la structure géologique de la région de Yellowstone, aux États-Unis.

 

Le parc américain de Yellowstone est connu pour ses sources géothermiques. L'histoire géologique de la région pourrait s'expliquer par l'effet combiné d'une plaque océanique en subduction et d'un panache de matériau mantellique qui monte vers la surface.

EastVillage Images/Shutterstock.com

 

Carte de la région du parc Yellowstone, avec les deux chaînes montagneuses (orange et violet) qui s'étendent de façon symétrique par rapport à un axe Nord-Sud. Le plateau de Steens-Columbia River (en gris) se trouve plus au Nord.

C. Kincaid et al./Nature Geoscience

Pour en savoir plus

C. Kincaid et al., Bifurcation of the Yellowstone plume driven by subduction-induced mantle flow, Nature Geoscience, en ligne, 7 avril 2013.

Dossier Pour la Science N°67 avril - juin 2010 La Terre à cœur ouvert

L'auteur

Sean Bailly est journaliste à Pour la Science

Le parc de Yellowstone, au Nord-Ouest du Wyoming, aux États-Unis, est célèbre pour sa faune, ses geysers et ses montagnes. Plusieurs scénarios tentent d’expliquer l’histoire géologique des 20 derniers millions d’années de la région. Il s’agit d’une zone de subduction où la plaque Juan de Fuca, à l’Ouest, plonge sous la plaque continentale nord-américaine. Mais divers aspects géologiques écartent toute description simple de la formation qui entoure le parc de Yellowstone. L’équipe de Christopher Kincaid, de l’Université de Rhode Island, a construit un modèle réduit de cette zone pour modéliser et mettre en évidence le rôle de l’interaction de la subduction et d’un point chaud dans la formation de la région.

Les points chauds correspondent à la remontée localisée de roche très chaude du manteau, sous l’effet de la poussée d’Archimède. À l’approche de la surface, sous l’effet de la diminution de pression, cette roche mantellique, le panache, fond partiellement. L’émergence du magma en surface forme un volcan. Parfois, à cause de la dérive des plaques tectoniques, le point chaud ne crée pas un volcan unique, mais tout un alignement, comme c’est le cas des îles d’Hawaii. Ce mécanisme de point chaud pourrait très bien expliquer l’alignement de volcans dans le parc de Yellowstone. Cette formation, nommée Snake River Plain, est orientée d’Ouest en Est, des volcans les plus anciens aux plus récents. Mais un autre alignement de volcans s’étend vers l’Ouest ; il est quasiment l’image miroir de la chaîne de Snake River Plain par rapport à un axe Nord-Sud. Pour certains géophysiciens, cette seconde chaîne ne peut pas s’expliquer par le scénario du point chaud et ils avancent un mécanisme couplant panache mantellique et subduction.

C. Kincaid et ses collègues ont conçu un modèle réduit en laboratoire pour tester ce type d’hypothèses. La plaque océanique, qui plonge, est en fibres de verre et le manteau est modélisé par un sirop de glucose visqueux. Les chercheurs ont simulé un point chaud en chauffant localement la solution de glucose à 300 °C. En s’assurant de respecter les effets de la réduction d’échelle, ils se sont intéressés à l’impact de la subduction sur la montée du matériel du panache. Ils ont mis en évidence une déformation importante du panache : au lieu de suivre une trajectoire verticale, ce dernier est déformé horizontalement par un effet d’entraînement de la plaque qui plonge dans le manteau. Dans le cas de la région de Yellowstone, l’étirement du point chaud selon l’axe Est-Ouest pourrait expliquer les deux formations volcaniques (voir l’illustration). Les déviations du point chaud de son axe vertical pourraient aussi expliquer la naissance du plateau de Steens-Columbia River, plus au Nord, qui est issu d’un épanchement massif de basalte il y a 17 millions d’années.

Le comportement complexe d’un point chaud à proximité d’une zone de subduction expliquerait donc la structure de la région autour du parc de Yellowstone. Un tel phénomène pourrait aussi concerner d’autres régions telles que les îles Tonga et Samoa, dont la formation est encore à l’étude.

Comments

[anony]

Le site est vraiment blindé de mouchards. Il commence a etre temps de faire un gros menage, pour rester en accords avec la ligne editoriale.
Il devient vraiment pas cool d'etre un visiteur ici.
C'est la cour de derriere de big brother et du big data
PS: le site est censuré a l'etranger