• Paris, 30 Août 2013 http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3203.htm

    Des chercheurs de l'Institut des sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS/UPMC), associés à un chercheur de l'université d'Oxford ont mis en évidence une relation remarquable entre la structure des chaînes de montagnes de collision et les propriétés mécaniques (structure rhéologique) de la lithosphère. Plus la lithosphère qui subit la collision est ancienne et résistante, plus le raccourcissement au sein de la chaîne est important. Leurs travaux publiés dans la revue Nature Geoscience, le 18 août 2013, montrent par ailleurs que la convergence des plaques joue un rôle plutôt mineur dans le processus.

     

    Références :

    Mouthereau, F., Watts, A.B., Burov, E., 2013. Structure of orogenic belts controlled by lithosphere age. Nature Geosci 6, 9, 785-789,
    Consulter le site web 10.1038/ngeo1902.


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  • Earth cracking up under Indian Ocean

    YOU may not have felt it, but the whole world shuddered on 11 April, as Earth's crust began the difficult process of breaking a tectonic plate. Whentwo huge earthquakes ripped through the floor of the Indian Ocean, they triggered large aftershocks on faults the world over, and provided the best evidence yet that the vast Indo-Australian plate is being torn in two.

    Geologists have spent five months puzzling over the twin quakes - of magnitude 8.6 and 8.2 - which took place off the coast of North Sumatra. Events that large normally occur at the boundary between tectonic plates, where one chunk of Earth's crust slides beneath another, but these were more than 100 kilometres from such a subduction zone. What's more, both involved rocks grinding past each other sideways with very little vertical movement - what geologists call strike-slip earthquakes. Yet strike-slip quakes this large had never been reported before.

    Matthias Delescluse at the École Normale Supérieure in Paris, France, and his colleagues have an explanation. They analysed quakes in the area since December 2004, when a magnitude-9.1 quake in a subduction zone near Sumatra triggered a devastating tsunami. They found earthquakes during this period were nearly 10 times more frequent compared with the previous eight years. What's more, 26 of the quakes that happened between December 2004 and April 2011 were similar to the 11 April quakes in that they involved rocks being pushed and pulled in the same directions.

    Taken together, the events suggest that the Indo-Australian plate is breaking up along a new plate boundary, say the researchers, and that may account for both the location and the size of April's quakes (Nature, DOI: 10.1038/nature11520). Although both are currently on the same plate, Australia is moving faster than India. This is causing a broad area in the centre of the Indo-Australian plate to buckle. As a result, the plate may be splitting (see map).

    John McCloskey at the University of Ulster in Coleraine, UK, is not yet convinced, saying the evidence from the April events is still too weak to support such a bold claim. But Lingsen Meng at the University of California, Berkeley, who studied the rupture pattern of the larger 11 April quake, is more confident. "I think it's a fair argument that the 11 April earthquakes may mark the birth of a plate boundary," he says. Things should become clearer as more earthquakes shake the region.

    If they are anything like the 11 April events, the rest of the world may shake too. In another new study, Fred Pollitz at the US Geological Survey in Menlo Park, California, and his colleagues found that the global rate of quakes with a magnitude of 5.5 or greater increased almost fivefold in the six days after 11 April - something that has never been seen before, even after very large earthquakes (Nature, DOI: 10.1038/nature11504).

    "This was the most powerful event [ever recorded] in terms of putting stress on other fault zones around the world," Pollitz says.

    http://www.newscientist.com/article/mg21528843.500-earth-cracking-up-under-indian-ocean.html


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  • http://www.larecherche.fr/content/actualite-terre/article?id=31622

    Des géologues vont effectuer des mesures de température au large du Japon dans la faille à l’origine du séisme du 11 mars 2011. Présentée mi-avril dans le cadre du programme international de forages océaniques scientifiques (IODP), cette mission vise à mieux comprendre l’apparition de tsunamis.

    Attendus dans les prochains mois, les premiers résultats du programme J-FAST (Japan Trench Fast Drilling), conduit par un consortium scientifique international auquel participe la France via le CNRS, pourraient permettre de mieux comprendre pourquoi certains séismes sont plus à même de générer des tsunamis. 

    En effet, depuis le mois d’avril, le navire japonais Chikyu fore dans les fonds océaniques situés au large de Fukushima à la recherche d’indices géophysiques susceptibles d’expliquer ce phénomène. Le site n’a pas été choisi au hasard. Il y a un peu plus d’un an, le 11 mars 2011, un tremblement de terre doublé d'une lame de fond d'ampleur historique dévastait la région. 

    Pour comprendre comment la faille a pu glisser d’environ 30 à 50 mètres, provoquant ainsi le soulèvement du plancher océanique à l’origine du tsunami, les géologues vont tenter de savoir quelles étaient les forces de friction exercées sur les roches à ce moment-là. "L’une des manières les plus directes de les estimer est de mesurer la chaleur dégagée par le frottement des roches sur le plan de faille au moment du séisme", explique Pierre Henry, géophysicien au CNRS. 

     

     

     

    Alors que les séismes les plus destructeurs se concentrent justement dans des zones de subduction, les données recueillies devraient conduire à une meilleure évaluation des risques sismiques au Japon et dans d’autres zones sensibles à travers le monde, en Amérique centrale notamment.

     

    Sur ce même thème, La Recherche a publié :

    Japon, un an après le séisme, qu'est-ce qui a changé ? (03/2012)

    Tsunamis, des leçons à tirer du passé (02/2012)

    Cédric Duval


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  • Nicolas Coltice et Stéphane Labrosse du Laboratoire de Géologie de Lyon (Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS/ENS de Lyon), associés à Tobias Rolf et Paul Tackley de l'Institute of Geophysics de l'E.T.H. (Zurich, Suisse), ont mis au point un nouveau modèle de convection du manteau terrestre qui démontre l'importance du rôle des continents et devraient permettre de prévoir l'avenir de la géographie de la planète, mais aussi de reconstituer son évolution dans le passé. Ces travaux sont publiés le 20 avril 2012 dans la revueScience.

    Alors que la climatologie dispose de modèles physiques et numériques pouvant être utilisés pour la prédiction, la tectonique terrestre n'avait jusqu'à présent pas de modèle suffisamment réaliste pour prévoir les déplacements futurs des continents ou reconstituer l'évolution des fonds marins dans le passé lointain (avant 200Ma). En particulier, les modèles des mouvements de convection du manteau terrestre, basés essentiellement sur la mécanique des milieux continus, ne pouvaient pas expliquer la distribution des âges de fonds océaniques, dont dépendent les forces tectoniques, la chaleur perdue par le globe, le niveau des mers et par conséquent le climat à long terme. Dans les modèles classiques, les plaques rentrent en subduction lorsqu'elles sont suffisamment froides, c'est-à-dire suffisamment anciennes et lourdes. Or sur Terre on observe que des plaques jeunes et chaudes ont la même probabilité de plonger dans le manteau dans une zone de subduction que les plaques anciennes.

    Dans cet article, les chercheurs présentent les premiers modèles 3D sphériques qui permettent de rendre compte de ce phénomène grâce à l'introduction dans les calculs de continents simplifiés et d'un comportement mécanique permettant la formation de plaques. La combinaison de ces deux ingrédients produit une tectonique de surface suffisamment proche de la tectonique terrestre pour reproduire la distribution des âges des fonds marins. Elle permet aussi d'explorer la variabilité tectonique et d'estimer les changements de vitesse d'expansion du plancher océanique et de dérive des continents liés à la formation et la disparition de nouvelles frontières de plaques.

    Depuis que la tectonique des plaques a été établie, il y a 50 ans, ce sont les premiers modèles qui font un lien aussi direct entre les mouvements profonds et les observations de surface. Il est donc maintenant envisageable d'utiliser ces modèles, à l'instar de la climatologie, pour prédire l'évolution tectonique à venir, à l'échelle de 100 millions d'années et probablement de reconstituer la tectonique des plaques à l'œuvre avant même que la Pangée n'ait été formée.

     

    Tectonique

    © Droits réservés

    Répartition des âges de fonds océaniques synthétiques (en couleur) dans un modèle de convection du manteau terrestre avec 3 continents à gauche et 6 continents à droite (les continents sont en gris). Les modèles mettent en jeu un comportement mécanique produisant naturellement en surface une tectonique des plaques. Les distributions d'âges présentées correspondent à des instants précis dans les évolutions calculées : à gauche la répartition des âges a la particularité de reproduire statistiquement celle des fonds marins terrestres la Terre, notamment des zones où des fonds d'âges jeunes passent en subduction sous les continents. On observe des dorsales avec des jonctions triples, des failles transformantes ; à droite la répartition des âges correspond à un état où de nouvelles frontières de plaques apparaissent et notamment des dorsales océanique (on observe en nombre des zones d'âges très jeunes).


     


    Références :

    Dynamic causes of the relation between area and age of the ocean floor. N. Coltice, T. Rolf, P.J. Tackley, S. Labrosse. Science, 20 avril 2012.

     

    http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2585.htm


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  • http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10596.html

    Nature
    (2011)
    doi:10.1038/nature10596
    Received
    10 November 2010
    Accepted
    26 September 2011
    Published online
    23 November 2011

    The building of the Andes results from the subduction of the oceanic Nazca plate underneath the South American continent1, 2. However, how and why the Andes and their curvature, the Bolivian orocline, formed in the Cenozoic era (65.5million years (Myr) ago to present), despite subduction continuing since the Mesozoic era3 (251.0–65.5Myr ago), is still unknown. Three-dimensional numerical subduction models demonstrate that variations in slab thickness, arising from the Nazca plate’s age at the trench, produce a cordilleran morphology consistent with that observed1, 2. The age-dependent sinking of the slab in the mantle drives traction towards the trench at the base of the upper plate, causing it to thicken. Thus, subducting older Nazca plate below the Central Andes can explain the locally thickened crust and higher elevations. Here we demonstrate that resultant thickening of the South American plate modifies both shear force gradients and migration rates along the trench to produce a concave margin that matches the Bolivian orocline. Additionally, the varying forcing along the margin allows stress belts to form in the upper-plate interior, explaining the widening of the Central Andes and the different tectonic styles found on their margins, the Eastern and Western Cordilleras2. The rise of the Central Andes and orocline formation are directly related to the local increase of Nazca plate age and an age distribution along the margin similar to that found today; the onset of these conditions only occurred in the Eocene epoch4. This may explain the enigmatic delay of the Andean orogeny, that is, the formation of the modern Andes.

    Figures at a glance


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