Les géophysiciens de l'Université Rice ont développé une méthode qui utilise le mouvement moyen des groupes de points chauds par plaque pour déterminer que les points ne se déplacent pas aussi vite que les géologues le pensaient. Par exemple, la chaîne Juan Fernandez (délimitée par le rectangle blanc) sur la plaque de Nazca à l'ouest du Chili a été formée par un point chaud maintenant à l'extrémité ouest de la chaîne alors que la Nazca se déplaçait est-nord-est par rapport au point chaud formant la chaîne qui comprend Alejandro Selkirk et les îles Robinson Crusoé. La flèche blanche montre la direction du mouvement de la plaque de Nazca par rapport au point chaud, et il est presque impossible de le distinguer de la direction prédite à partir des mouvements globaux des plaques par rapport à tous les points chauds de la planète (flèche verte). La similitude de direction indique que très peu de mouvement du point chaud de Juan Fernandez par rapport aux autres points chauds est nécessaire pour expliquer sa tendance. Crédit :Chengzu Wang/Université du riz
Grâce à l'analyse des traces volcaniques, Les géophysiciens de l'Université Rice ont conclu que les points chauds comme ceux qui ont formé les îles hawaïennes ne bougent pas aussi vite qu'on le pensait récemment.
Les points chauds sont des zones où le magma remonte des profondeurs de la Terre pour former des volcans. De nouveaux résultats du géophysicien Richard Gordon et de son équipe confirment que des groupes de points chauds autour du globe peuvent être utilisés pour déterminer à quelle vitesse les plaques tectoniques se déplacent.
Gordon, l'auteur principal Chengzu Wang et le co-auteur Tuo Zhang ont développé une méthode pour analyser le mouvement relatif de 56 points chauds regroupés par plaques tectoniques. Ils ont conclu que les groupes de points chauds se déplacent suffisamment lentement pour être utilisés comme cadre de référence global pour la façon dont les plaques se déplacent par rapport au manteau profond. Cela a confirmé que la méthode est utile pour visualiser non seulement le mouvement actuel des plaques, mais également le mouvement des plaques dans le passé géologique.
L'étude apparaît dans Lettres de recherche géophysique .
Les points chauds offrent une fenêtre sur les profondeurs de la Terre, comme ils marquent les sommets des panaches du manteau qui transportent de la chaleur, des roches flottantes des profondeurs de la Terre jusqu'à près de la surface et produisent des volcans. Ces panaches du manteau étaient autrefois considérés comme droits et stationnaires, mais des résultats récents suggèrent qu'ils peuvent également se déplacer latéralement dans le manteau convectif au cours du temps géologique.
La principale preuve du mouvement des plaques par rapport au manteau profond provient de l'activité volcanique qui forme des montagnes sur terre, les îles dans l'océan ou les monts sous-marins, caractéristiques montagnardes au fond de l'océan. Un volcan se forme sur une plaque tectonique au-dessus d'un panache du manteau. Au fur et à mesure que la plaque bouge, le panache donne naissance à une série de volcans. Une de ces séries est les îles hawaïennes et la chaîne des monts sous-marins de l'empereur; les volcans les plus jeunes deviennent des îles tandis que les plus anciens s'y submergent. La série s'étend sur des milliers de kilomètres et s'est formée lorsque la plaque du Pacifique s'est déplacée sur un panache du manteau pendant 80 millions d'années.
Les chercheurs de Rice ont comparé les pistes de points chauds observées avec leurs tendances mondiales calculées de points chauds et ont déterminé les mouvements des points chauds qui expliqueraient les différences qu'ils ont vues. Leur méthode a démontré que la plupart des groupes de points chauds semblent être fixes et que les autres semblent se déplacer plus lentement que prévu.
"La moyenne des mouvements des groupes de points chauds pour des plaques individuelles évite les décalages dans les données dus au bruit, " a déclaré Gordon. " Les résultats nous ont permis de dire que ces groupes de points chauds, par rapport aux autres groupes de points chauds, se déplacent à environ 4 millimètres ou moins par an.
"Nous avons utilisé une méthode d'analyse inédite pour les pistes hot-spot, " dit-il. " Heureusement, nous avons maintenant un ensemble de données de pistes de points chauds suffisamment grand pour que nous puissions l'appliquer. »
Pour sept des 10 plaques analysées avec la nouvelle méthode, le mouvement moyen du point chaud mesuré était essentiellement nul, qui a contré les résultats d'autres études selon lesquelles les taches se déplacent jusqu'à 33 millimètres par an. Vitesse maximale pour les groupes de points chauds restants - ceux sous l'Eurasie, Les plaques de Nubie et d'Amérique du Nord étaient comprises entre 4 et 6 millimètres par an, mais pouvaient être aussi petites que 1 millimètre par an. C'est beaucoup plus lent que la plupart des plaques se déplacent par rapport aux points chauds. Par exemple, la plaque Pacifique se déplace par rapport aux points chauds d'environ 100 millimètres par an.
Gordon a déclaré que ceux qui s'intéressent à la paléogéographie devraient pouvoir utiliser le modèle. "Si les points chauds ne bougent pas beaucoup, ils peuvent les utiliser pour étudier la géographie préhistorique. Les personnes qui s'intéressent à la tectonique circum-pacifique, comme la façon dont l'ouest de l'Amérique du Nord a été assemblé, besoin de connaître l'historique du mouvement des plaques.
"D'autres qui seront intéressés sont les géodynamiciens, " dit-il. " Les mouvements des points chauds reflètent le comportement du manteau. Si les points chauds se déplacent lentement, cela peut indiquer que la viscosité du manteau est plus élevée que les modèles qui prédisent un mouvement rapide."
"Modélistes, surtout ceux qui étudient la convection du manteau, besoin d'avoir quelque chose à la surface de la Terre pour contraindre leurs modèles, ou pour vérifier si leurs modèles sont corrects, " a dit Wang. " Ensuite, ils peuvent utiliser leurs modèles pour prédire quelque chose. Le mouvement des points chauds est l'une des choses qui peuvent être utilisées pour tester leurs modèles."
