Un Bouleversement Tectonique : Comment Gibraltar pourrait fermer l’océan Atlantique

Détroit de Gibraltar

Les nouvelles recherches révèlent une activité lente de la zone de subduction de Gibraltar, ce qui indique qu’elle pourrait bientôt s’accélérer et contribuer à la fermeture de l’océan Atlantique, marquant une phase significative de l’évolution géologique de la Terre. Cette découverte souligne l’importance de l’invasion par subduction dans la formation de notre planète et met en évidence le potentiel de fortes activités sismiques dans la région. Crédit : NASA

La lithosphère terrestre est divisée en plusieurs plaques tectoniques qui sont en mouvement constant. Ce mouvement conduit à la formation et à la fragmentation des supercontinents, ainsi qu’à la création, à l’expansion et finalement à la réduction des océans, un processus connu sous le nom de cycle de Wilson.

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Dans le cycle de Wilson, lorsqu’un supercontinent comme la Pangée se fragmente, un océan intérieur se forme. Dans le cas de la Pangée, l’océan intérieur est l’Atlantique. Cet océan a une raie au milieu et des marges passives sur les côtés, ce qui signifie qu’aucune activité sismique ou volcanique ne se produit le long de ses côtes. Destiné à continuer de s’étendre, un océan de type Atlantique finira par devenir l’océan extérieur du prochain supercontinent. Actuellement, l’océan extérieur de la Terre est le Pacifique. Le Pacifique a également une raie au milieu, mais il est bordé de zones de subduction et finira donc par se refermer. Le long de ses marges, les tremblements de terre et les éruptions abondent, un schéma connu sous le nom d’anneau de feu.

Subduction et fermeture des océans

La phase de fermeture des océans de chaque cycle de Wilson nécessite la transition des marges passives aux marges actives (subductantes) aux bords de l’océan intérieur. La croute océanique le long de la côte de l’Atlantique est ancienne et lourde, elle est donc prête à subduire, mais avant de le faire, elle doit se casser et se plier. La seule force de la nature capable de casser des plaques océaniques comme celles-ci est la traction des autres zones de subduction.

Mais cela ne se produit pas spontanément. Alors, comment la subduction démarre-t-elle autour des océans intérieurs ?

Carte de la zone de subduction de Gibraltar

Cartes montrant l’évolution de la zone de subduction de Gibraltar de 30 millions d’années à 50 millions d’années dans le futur. De Duarte et al., 2024. Crédit : João C. Duarte

Actuellement, il y a deux zones de subduction dans l’Atlantique : les Petites Antilles et Scotia. Mais aucune d’entre elles ne s’est formée spontanément dans l’Atlantique ; elles ont été forcées par des zones de subduction dans le Pacifique pendant le Crétacé et se sont ensuite propagées le long des marges de transform, où le continent est étroit et ne comporte pratiquement aucun pont terrestre. Ils ont traversé les océans.

Observer la subduction à Gibraltar

Aujourd’hui, sur la rive orientale de l’Atlantique, à Gibraltar, nous avons l’opportunité d’observer les toutes premières étapes de ce processus, connu sous le nom d’invasion par subduction, pendant que le saut se produit d’un bassin différent – dans ce cas, la Méditerranée.

C’est une opportunité incroyablement précieuse car les chances d’observer le tout début de n’importe quel processus tectonique sont limitées. Et l’initiation de la subduction est difficile à observer car elle ne laisse presque pas de traces derrière elle. Une fois que la subduction commence, elle efface l’enregistrement de ses premières étapes ; la plaque subductée se retrouve dans le manteau, ne revenant jamais à la surface (à l’exception du cas rare des ophiolites).

L’activité de la zone de subduction de Gibraltar en Méditerranée a été très débattue. L’arc de Gibraltar s’est formé à l’oligocène comme partie des zones de subduction de l’ouest de la Méditerranée. Bien que nous puissions voir une plaque subduite dans le manteau en dessous, presque aucun mouvement supplémentaire n’a lieu actuellement.

Carte des zones de subduction de l'Atlantique

Carte mettant en évidence les zones de subduction de l’Atlantique, les arcs des Petites Antilles et Scotia entièrement développés du côté ouest et l’arc de Gibraltar naissant du côté est. De Duarte et al., 2018. Crédit : João C. Duarte

Un nouvel article de Duarte et al., récemment publié dans Geology, suggère que Gibraltar est actif – il traverse actuellement une phase de mouvement lent car la plaque subduite est très étroite et essaie de tirer vers le bas toute la plaque de l’Atlantique.

« Ce sont quelques-uns des morceaux les plus anciens de croûte sur Terre, super forts et rigides – s’ils étaient plus jeunes, la plaque subduite se détacherait simplement et la subduction s’arrêterait », explique Duarte. « Néanmoins, elle est juste assez forte pour y parvenir et se déplace donc très lentement. »

L’avenir de la subduction et ses implications

Un nouveau modèle 3D informatique basé sur la gravité, développé par les auteurs, montre que cette phase lente durera encore 20 millions d’années. Après cela, la zone de subduction de Gibraltar envahira l’océan Atlantique et s’accélérera. Ce sera le début du recyclage de la croûte du côté est de l’Atlantique, et pourrait être le début de la fermeture de l’Atlantique lui-même, initi

ent une nouvelle phase dans le cycle de Wilson.

De manière générale, cette étude montre que l’invasion par subduction, le processus par lequel une nouvelle zone de subduction se forme dans un océan extérieur puis migre vers un océan intérieur, est probablement un mécanisme commun d’initiation de la subduction dans les océans de type Atlantique, et joue donc un rôle clé dans l’évolution géologique de notre planète.

Localement, la découverte que la subduction de Gibraltar est toujours actuellement active a des implications importantes pour l’activité sismique dans la région. Les intervalles de récurrence devraient être très longs pendant cette phase lente, mais le potentiel d’événements de grande magnitude, comme le séisme de Lisbonne de 1755, demeure et nécessite une préparation.

Il reste encore beaucoup de choses à découvrir sur l’avenir de l’arc de Gibraltar. Un des prochains aspects sur lesquels Duarte se concentrera est de déterminer la géométrie exacte de la subduction, ce qui nécessitera d’évaluer la résistance relative des marges continentales voisines.

Référence : « La zone de subduction de Gibraltar envahit l’Atlantique » par João C. Duarte, Nicolas Riel, Filipe M. Rosas, Anton Popov, Christian Schuler et Boris J.P. Kaus, 13 février 2024, Géologie. DOI : 10.1130/G51654.1