Des chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) ont capté, grâce à des hydrophones autonomes posés au fond de l’océan Indien, la formation en direct d’un morceau de croûte océanique. C’est la première fois qu’un tel événement, appelé rifting, est observé in situ sur une dorsale médio-océanique. L’étude a été publiée dans la revue Nature et rapportée par le magazine Geo.
Les deux tiers de la surface terrestre reposent sur cette croûte océanique, beaucoup plus fine que la croûte continentale qui porte nos paysages granitiques. Elle naît le long des dorsales, ce réseau de failles sous-marines qui court sur environ 65 000 km à travers tous les océans du globe.
Là, les plaques tectoniques s’écartent de quelques centimètres par an, laissant le magma remonter du manteau pour se solidifier en nouvelle roche. Le mécanisme précis de cette expansion restait pourtant largement incompris, faute d’instruments capables de surveiller ces failles sur le temps long.
Cinq hydrophones postés sur la dorsale sud-est indienne
Pour percer ce mystère, l’équipe a installé en février 2024 un observatoire d’hydroacoustique et de géodésie près de l’île Amsterdam, sur la dorsale sud-est indienne, entre l’Australie et l’Antarctique. Le dispositif combinait cinq hydrophones autonomes, des mesures de télémétrie directe, des capteurs de pression de fond et une cartographie répétée du plancher océanique, le tout couvrant le plateau volcanique de Saint-Paul-Amsterdam et sa faille transformante adjacente.
L’objectif : détecter les signaux les plus discrets, ces événements que les scientifiques qualifient de « quantiques », par opposition aux violentes ruptures qui surviennent après des décennies d’accumulation de tensions. « Nous avons relevé ce défi en installant un observatoire sismogéodésique autonome sur un segment de dorsale médio-océanique actif et la faille de transition adjacente, et avons eu la chance d’enregistrer un événement d’expansion notable deux mois après le début de notre expérience », écrivent les chercheurs dans leur étude.
Seize jours qui ont fait bouger le fond marin
La chance a effectivement tourné vite. À partir du 26 avril 2024, un essaim de séismes d’extension s’est propagé rapidement le long de la vallée de la dorsale, à environ 37° de latitude sud. En seulement deux heures, près de 150 millions de mètres cubes de magma ont traversé la croûte océanique en formant des digues.
À mesure que celles-ci progressaient, une série de séismes a réactivé des failles restées dormantes pendant des années, drainant le réservoir magmatique situé sous la dorsale. Au total, ce réservoir aurait perdu plus de 160 millions de mètres cubes de magma, répandu à la surface du fond marin.
Ce drainage a provoqué un effondrement rapide du plancher océanique : le fond de la vallée s’est affaissé de 4,2 mètres en six jours, glissant sous les failles qui le bordent, avec une extension horizontale de plus d’un mètre. Les chercheurs attribuent cette déformation à la vidange d’un réservoir de magma de 2,5 km de diamètre, situé à 3,6 km sous la croûte.
Les vitesses mesurées donnent la mesure de l’anomalie. Le fond marin s’étend normalement de 6,3 cm par an quand le mouvement est continu. Au plus fort de l’essaim sismique, la dorsale s’écartait de 5 cm par minute, soit près d’un demi-million de fois la moyenne à long terme, avant de retomber à 1,2 cm par jour une semaine plus tard.
Fait notable : la majeure partie de ces mouvements était asismique, c’est-à-dire qu’elle ne générait pas d’ondes sismiques importantes, alors même que des séismes accompagnaient l’événement.
L’article, intitulé « la croûte océanique se forme par à-coups », souligne l’écart entre le mouvement réel des failles et celui que suggérait la seule mesure des séismes. Un tel épisode s’expliquerait, selon l’équipe, par la libération de contraintes accumulées le long de la dorsale pendant plusieurs décennies. Les chercheurs prévoient désormais d’étudier d’autres systèmes de dorsales, en particulier ceux dépourvus de réservoir magmatique où dominent les essaims de séismes.
Reste que les collines abyssales qui recouvrent la majeure partie du plancher océanique se sont façonnées, elles, sur des centaines de milliers d’années.
