Tectonique : du nouveau dans la dynamique de subduction

Une nouvelle approche des mécanismes qui régissent la dynamique de la subduction : c'est ce que proposent deux enseignants-chercheurs de l'université de Rennes 1, membres de l'unité Géosciences Rennes (OSUR). Leur découverte, basée sur l’analyse des roches métamorphiques de haute pression, fait l'objet d'un article dans la prestigieuse revue Nature Geoscience.

Eclogite (détail d'un échantillon de roche, prélevé en Norvège)
  1. Histoires de pression
  2. Une réalité plus complexe
  3. Référence
  4. Jean-Pierre Brun, médaillé 2017 de l'European Geosciences Union

Histoires de pression

Lors de leur enfouissement dans les zones de subduction, les roches subissent des transformations minéralogiques, qu’elles peuvent enregistrer, en fonction des conditions de pression et de température qu’elles subissent. Le fait de retrouver ces roches à la surface de la Terre prouve qu’après leur enfouissement, elles sont revenues vers la surface.

Si nous arrivons à déchiffrer ce que ces roches ont enregistré, nous pouvons alors en apprendre beaucoup sur ce qui s’est passé dans ces endroits humainement inaccessibles. Cet enregistrement minéralogique constitue une signature originale que les pétrologues et les géochronologues savent déchiffrer pour remonter à l’histoire Pression-Température-temps (P-T-t) vécue par ces roches au cours du temps.

Cette histoire est alors souvent représentée sous la forme d’un « chemin P-T-t ». Ces données sont très précieuses car c’est en partie à partir de cela que les géologues arrivent à retracer l’histoire géologique de toute une région. Jusqu’à présent, en effet, ils considéraient que la pression correspondait à une pression lithostatique, c’est-à-dire à la charge due au poids des roches situées au-dessus, et pouvaient ainsi directement traduire l’évolution de la pression en terme d’évolution de profondeur.

Crédit : P. Yamato

À gauche, photo d’une éclogite fracturée provenant de la base du Mt. Emilius (Alpes). À droite, Exemple de chemin P-T-t qu’il est possible d’obtenir à partir de l’analyse pétrologique d’une roche de haute pression. La pression maximum enregistrée est appelée « Pic de pression ». La décompression (ligne verte) montre souvent deux parties, une très verticale, qui correspond a une chute de pression brutale (sans véritable changement de température) et une deuxième partie, montrant une pente plus douce (décompression associée à une baisse de température).

Une réalité plus complexe

Cependant, Philippe Yamato et Jean-Pierre Brun viennent de montrer que l’évolution de la pression qu’enregistre la roche n’est pas uniquement due à une évolution de la profondeur. A partir d'une analyse des chemins P-T disponibles pour ces roches de haute pression de divers endroits du monde, cette nouvelle étude montre, en effet, que le pic de pression – autrement dit la pression maximum enregistrée par les roches - est proportionnel à la décompression très rapide et de très forte amplitude qui est enregistrée lorsque les roches amorcent leur remontée. Elle montre que cette relation linéaire peut s’expliquer simplement par une transition soudaine entre compression, associée à l’enfouissement, et extension, associée à l’exhumation : ce qui représente tout de même quelques millions d’années à l’échelle géologique !

Référence

Metamorphic record of catastrophic pressure drops in subduction zones
Philippe Yamato et Jean-Pierre Brun
Nature Geoscience, 5 décembre 2016. DOI: 10.1038/ngeo2852

Jean-Pierre Brun, médaillé 2017 de l'European Geosciences Union

L’EGU (European Geosciences Union) vient d’annoncer les noms des nominé(e)s pour ses distinctions. Ces scientifiques, originaires d’Europe ou non-européens, sont honoré(e)s pour leurs contributions aux sciences de la Terre et de l’Univers, et recevront leurs prix à l’assemblée générale EGU 2017, qui se tiendra à Vienne (Autriche), les 23-28 avril 2017. Jean-Pierre Brun, professeur émérite de l’Université de Rennes 1, tectonicien et membre de Géosciences Rennes, recevra la médaille Arthur Holmes 2017.