La lente activité de la zone de subduction de Gibraltar, révélée par de nouvelles recherches, indique qu’elle pourrait bientôt s’accélérer et contribuer à la fermeture de l’océan Atlantique, marquant une phase importante dans 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 d’une activité sismique importante dans la région. Crédit : NASA
La lithosphère terrestre est divisée en plusieurs plaques tectoniques en mouvement continu. Ce mouvement conduit à la formation et à la fragmentation de supercontinents, ainsi qu’à la création, à l’expansion et finalement au rétrécissement des océans, un processus appelé cycle de Wilson.
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Dans le cycle de Wilson, lorsqu’un supercontinent comme la Pangée se brise, un océan intérieur se forme. Dans le cas de la Pangée, l’océan intérieur est l’Atlantique. Cet océan présente une faille au milieu et des marges passives sur le côté, ce qui signifie qu’aucune activité sismique ou volcanique ne se produit le long de ses rives. Destiné à continuer de s’étendre, un océan de type Atlantique deviendra à terme l’océan extérieur du prochain supercontinent. Actuellement, l’océan extérieur de la Terre est le Pacifique. Le Pacifique présente également une faille au milieu, mais celle-ci est délimitée par des zones de subduction et finira donc par se fermer. Le long de ses marges, les tremblements de terre et les éruptions abondent – un motif connu sous le nom d’anneau de feu.
Subduction et fermeture des océans
La phase de fermeture de l’océan de chaque cycle de Wilson nécessite la transition de marges passives à actives (subductrices) aux bords de l’océan intérieur. La croûte océanique le long de la côte atlantique est ancienne et lourde, elle est donc prête à se subducter, mais avant de pouvoir le faire, elle doit se briser et se plier. La seule force dans la nature qui peut briser des plaques océaniques comme celles-ci est l’arrachement des plaques provenant d’une autre zone de subduction.
Mais cela ne se produit pas spontanément. Alors, comment la subduction s’initie-t-elle autour des océans intérieurs ?
Cartes montrant l’évolution de la zone de subduction de Gibraltar d’il y a 30 millions d’années à 50 millions d’années dans le futur. Tiré de Duarte et al., 2024. Crédit : João C. Duarte
Il existe actuellement deux zones de subduction dans l’Atlantique : les Petites Antilles et l’Écosse. Mais ni l’un ni l’autre formé spontanément dans l’Atlantique ; ils ont été contraints par les zones de subduction du Pacifique pendant la Crétacé puis propagé le long des marges de transformation, là où le continent est étroit et où il y a à peine un pont terrestre. Ils ont traversé les océans.
Observation de la subduction à Gibraltar
Aujourd’hui, sur la côte est de l’Atlantique, à Gibraltar, nous avons l’occasion d’observer les toutes premières étapes de ce processus, connu sous le nom d’invasion par subduction, alors que le saut se produit depuis un autre bassin, en l’occurrence la Méditerranée.
Il s’agit d’une opportunité incroyablement précieuse car les chances d’observer le tout début d’un processus tectonique donné sont limitées. Et l’initiation de la subduction est difficile à observer car elle ne laisse presque aucune trace. Une fois la subduction commencée, elle efface l’enregistrement de ses étapes initiales ; la plaque subductée finit dans le manteau pour ne plus jamais être exposée à la surface (sauf dans le cas rare des ophiolites).
L’activité de la zone de subduction de Gibraltar en Méditerranée a été vivement débattue. L’arc de Gibraltar s’est formé à l’Oligocène dans le cadre des zones de subduction de la Méditerranée occidentale. Bien que nous puissions voir une plaque subductée dans le manteau en dessous, presque aucun autre mouvement ne se produit actuellement.
Carte mettant en évidence les zones de subduction de l’Atlantique, les arcs pleinement développés des Petites Antilles et de la Scotia du côté ouest et l’arc naissant de Gibraltar du côté est. Tiré de Duarte et al., 2018. Crédit : João C. Duarte
Un nouvel article de Duarte et al., récemment publié dans Géologiesuggère que Gibraltar est actif – il connaît actuellement une phase de mouvement lent car la dalle subductrice est très étroite et tente d’abattre toute la plaque atlantique.
« (Ce sont) certains des morceaux de croûte les plus anciens de la Terre, extrêmement solides et rigides. Si elle était plus jeune, la plaque de subduction se briserait et la subduction s’arrêterait », explique Duarte. « Pourtant, il est à peine assez fort pour y parvenir et se déplace donc très lentement. »
L’avenir de la subduction et ses implications
Un nouveau modèle informatique 3D 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 sur la côte est de l’Atlantique, et pourrait être le début de la fermeture de l’Atlantique lui-même, initiant une nouvelle phase du cycle de Wilson.
D’une manière générale, cette étude montre que l’invasion de 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 courant d’initiation de la subduction dans les océans de type atlantique et joue donc un rôle clé dans l’évolution géologique de notre planète.
Au niveau local, la découverte selon laquelle la subduction de Gibraltar est toujours active a des implications importantes pour l’activité sismique dans la région. Les intervalles de récurrence devraient être très longs au cours de cette phase lente, mais le risque d’événements de grande ampleur, tels que le tremblement de terre de Lisbonne de 1755, demeure et nécessite une préparation.
Il reste encore beaucoup à savoir sur l’avenir de l’arc de Gibraltar. L’un des prochains aspects sur lesquels Duarte se concentrera sera la détermination de la géométrie exacte de la subduction, ce qui nécessitera d’évaluer la force relative des marges continentales proches.
