Il y a environ 200 millions d’années, la Terre ne comptait qu’un seul continent appelé Pangée. Peu à peu, cette vaste masse continentale s’est désintégrée en continents plus petits et en plaques tectoniques actuelles, à mesure que le supercontinent se divisait et que de nouveaux océans se formaient.
« Lorsque la Pangée s'est divisée, les continents africain et sud-américain se sont éloignés l'un de l'autre et l'océan Atlantique est né. Nos recherches révèlent de nouveaux détails sur le fonctionnement exact de ce processus de division continentale », explique le professeur Trond H. Torsvik du département de géosciences de l’université d’Oslo.
L'équipe de recherche a entrepris d'explorer l'évolution de l'Atlantique Sud et la manière dont les plaques africaines et sud-américaines se sont divisées au cours du Crétacé. Ils ont publié leurs résultats dans la prestigieuse revue Nature Communications.
« Nous montrons comment le manteau terrestre – la coquille rocheuse située sous la croûte terrestre – a commencé à se déformer lorsque le supercontinent Pangée a commencé à se diviser. Des matières chaudes provenant des profondeurs de la Terre se sont élevées et ont créé des dômes sous l’Amérique du Sud et l’Afrique. C'est la chaleur des panaches du manteau qui a provoqué la rupture de la Pangée et divisé les continents d'Afrique et d'Amérique du Sud », explique le professeur adjoint Reidun Myklebust de l'Université d'Oslo.
Le projet s’appelle SPLIT AFRICA et a été financé par le Conseil norvégien de la recherche. L'équipe était composée de géologues et de géophysiciens de l'Université d'Oslo, de l'Institut polaire norvégien, du Service géologique de Norvège (Norges Geologiske Undersøkelse) et de plusieurs universités du Brésil et du Royaume-Uni.
Découvrir les forces en jeu au plus profond de la surface de la Terre
La Pangée s'est assemblée à la fin du Paléozoïque (il y a environ 335 à 300 millions d'années) et a commencé à se désagréger il y a environ 175 millions d'années. Lorsque la scission du supercontinent a commencé, les plaques africaine et sud-américaine se sont éloignées l’une de l’autre et l’océan Atlantique a commencé à se former.
Le processus d'ouverture a duré environ 130 millions d'années et a impliqué d'importantes déformations de la croûte et du magmatisme. L'équipe de recherche a utilisé la tomographie sismique – une technique similaire à un scanner médical, mais utilisant des ondes sismiques au lieu des rayons X – pour imager la structure actuelle de la Terre sous l'Amérique du Sud et l'Afrique et mieux comprendre les conditions et les processus qui se sont produits pendant le rifting. .
Les images fournissent une vue détaillée des structures terrestres profondes sous l’Amérique du Sud et l’Afrique. Ils révèlent les racines profondes de la lithosphère continentale africaine et sud-américaine, l'épaisseur et la nature de la croûte, la profondeur et la topographie du Moho (la limite entre la croûte et le manteau), la structure et les propriétés du manteau supérieur, et la mesure dans laquelle le manteau a été remplacé par du matériel chaud remontant des profondeurs de la Terre.
« Nous avons constaté des différences significatives entre les rives sud-américaine et africaine de l’Atlantique Sud. La croûte continentale sous l'Amérique du Sud est beaucoup plus épaisse que sous l'Afrique, et nous pouvons voir qu'une plus grande partie du manteau a été remplacée par du matériel chaud d'upwelling sous l'Amérique du Sud », explique la chercheuse Anne-Marie Weidle, qui travaille à l'Université d'Oslo. et réalisé toutes les images sismiques pour cette étude.
Comment la structure de la Terre contrôle la fracture continentale
La structure du manteau supérieur de la Terre contient des indices importants sur les processus qui ont contrôlé la fracture continentale. La lithosphère est la partie rigide la plus externe de la Terre et elle se comporte de manière élastique sur des échelles de temps courtes. Cependant, aux échelles de temps géologiques, la lithosphère peut se déformer et s’écouler comme un fluide visqueux en raison des températures élevées à l’intérieur de la Terre.
Les scientifiques ont comparé leurs observations de la structure profonde de la Terre avec les résultats de modèles numériques simulant le processus de fragmentation des continents. Ces simulations montrent que l'épaisseur et la température de la lithosphère jouent un rôle important dans la localisation de la déformation, et les modèles indiquent que le manteau chaud d'upwelling localise préférentiellement la déformation dans les zones les plus faibles de la lithosphère continentale.
La zone faible d'Amérique du Sud qui a localisé la déformation est encore visible aujourd'hui sous le nom de bassin du Paraná. Ce bassin sédimentaire s'est formé après la rupture du continent et constitue une région importante pour l'exploration énergétique.
"Les structures et les processus que nous trouvons peuvent être considérés comme un laboratoire naturel qui nous aide à mieux comprendre la fragmentation des continents en général, ce qui a des implications pour la compréhension de la formation et de la dislocation d'autres continents et bassins océaniques", explique Torsvik.
