Dans un article publié dans Avancées scientifiquesune équipe collaborative dirigée par la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) présente une image inédite d'une faille de transformation océanique à partir de données électromagnétiques (EM) recueillies à la faille gofar dans l'océan Pacifique oriental.
L'œuvre révèle des dépôts de saumure inattendus sous le fond marin près de la faille, ce qui pourrait changer la façon dont nous conceptualisons les failles de transformation océanique.
La faille gofar fonctionne un peu comme les San Andreas, en ce que deux plaques tectoniques glissent sur latéralement les unes des autres. Contrairement aux San Andreas, de grands tremblements de terre sur cette faille ont été étrangement prévisibles, avec de grandes ruptures se produisant tous les cinq à six ans. Cette prévisibilité a fait du GoFAR un endroit idéal pour étudier les mécanismes de tremblement de terre, avec une variété de données collectées à la faute, y compris un certain nombre de petits tremblements de terre mesurés sur les sismographes à fond océanique.
Contrairement aux données sismiques, les mesures EM indiquent aux chercheurs dans quelle mesure un matériau peut conduire de l'électricité. Ceci est utile car l'un des modèles pour expliquer pourquoi le GoFAR se comporte comme il est lié à des différences dans les quantités d'eau de mer présente dans le fond marin: les fluides influencent la façon dont les failles, glisse et glisse, provoquant des tremblements de terre de diverses amplitudes.
Le sel dans l'eau de mer le fait conduit bien l'électricité, bien meilleur que les roches environnantes, et donc les données EM fournissent des indices sur l'endroit où l'eau de mer ou d'autres fluides se cachent sous le fond marin.
À l'aide d'instruments de pointe, les auteurs de l'étude ont pu créer un instantané des propriétés électriques sous la faille gofar. Ils s'attendaient à ce qu'une partie de la faille soit légèrement plus conductrice que son environnement basé sur des modèles antérieurs de ces défauts.
Au lieu de cela, l'équipe a été surpris de constater que des blobs extrêmement conducteurs résident sous le fond marin d'un côté de la faute mais pas l'autre. Pour rendre les choses plus perplexes, d'autres données géophysiques de la région n'ont pas révélé d'anomalies similaires.
« C'était choquant de voir un contraste aussi frappant à travers la faute », a déclaré Christine Chesley, un postdoc WHOI en géologie et géophysique, et auteur principal de l'étude. « La structure de conductivité a défié toutes nos attentes en fonction de ce que nous pensions savoir sur les défauts de transformation océanique. »
Les failles de transformation océanique ont historiquement été considérées comme des caractéristiques simples et prévisibles. Ils représentent les moins bien étudiés des trois principales limites de la plaque, qui comprennent des frontières divergentes, comme l'Afrique de l'Est, où les plaques se séparent en formant une nouvelle croûte; et des frontières convergentes, comme l'Himalaya, où deux plaques entrent en collision et recyclent la croûte. Cependant, des résultats récents comme celui-ci nécessitent un nouveau cadre pour comprendre les défauts de transformation océanique.
« Chaque fois que nous sortons et faisons ce type de mesures EM, nous voyons le fond marin à travers une lentille différente, et cela change presque toujours nos points de vue sur les processus qui façonnent la Terre », a expliqué Rob Evans, scientifique principal chez WHOI en géologie et géophysique et co-auteur de l'étude.
Déterminer pourquoi les blobs conducteurs sont apparus dans les données EM, mais n'ont pas présenté comme d'autres types d'anomalies géophysiques, nécessitaient un raisonnement déductif.
« Nous avions besoin d'un mécanisme auto-cohérent qui pourrait aider à expliquer pourquoi ces masses conductrices existent sous un seul côté de la faute et où les vitesses sismiques ne semblent pas affectées », a expliqué Chesley. « Quelque chose avec des conductivités ce haut n'est normalement pas vu sous le fond marin, sauf là où le magma est impliqué. »
En travaillant avec ces pièces de puzzle, les auteurs ont réalisé que les blobs conducteurs nécessitaient du sel – beaucoup de sel – pour expliquer leurs valeurs de conductivité élevées. Cela suggère que les anomalies représentaient les accumulations de saumure.
« Et pour créer des saumures, vous avez besoin d'une source de chaleur », a ajouté Chesley. « Nous pensons que cette source de chaleur est le magma près de la faute de transformation. »
Les auteurs ont émis l'hypothèse qu'un magma est présent sur le côté de la faille où se trouvent les taches conductrices de la saumure. Ce serait un changement remarquable dans notre compréhension des défauts de transformation, qui n'ont généralement pas été considérés comme animés d'activité magmatique ou hydrothermale.
« Nous avons cette image étonnante de cette section particulière de la faute gofar, mais nous n'avons pas encore été en mesure de voir comment il se connecte à la crête adjacente du milieu de l'océan. Nous espérons qu'un financement de projet supplémentaire soutiendra des recherches supplémentaires », a déclaré Evans.
