Fiche 4.9: L’exhumation du manteau dans les océans:
progrès de l’exploration et évolution des concepts
Ces 40 dernières années ont été marquées par l’effort considérable réalisé par la
communauté scientifique internationale dans l’exploration géologique de l’Océan. Des
avancées décisives ont ainsi été réalisées dans la compréhension des processus de la
tectonique des plaques grâce à la cartographie par sondeurs multifaisceaux, aux sondages
sismiques, aux dragages, aux forages et aux observations directes par submersibles. Parmi
ces avancées, il a été montré notamment que les roches du manteau terrestre sont
mises fréquemment à l’affleurement dans des contextes océaniques variés comprenant
les marges divergentes, les zones de fractures des océans, le graben axial des dorsales
lentes, certaines zones de subduction et certaines jonctions entre dorsales.
Les dorsales océaniques
Dans les années 1980, les affleurements de manteau le long des grandes zones de
fracture océaniques étaient bien connus, mais on estimait que les péridotites n’étaient
généralement pas visibles le long des segments d’accrétion. À cette époque les
connaissances sur les ophiolites et les fonds océaniques conduisaient à proposer en
effet un concept simple pour la croûte océanique, s’appuyant sur des observations
géologiques à terre et en mer encore fragmentaires.
On sait depuis les années 1960 que des roches ultrabasiques affleurent le long des
reliefs de la dorsale médio-atlantique. La cartographie imprécise de l’époque ne
permettait pas de bien connaître le contexte local des affleurements. Des sables, des
grès et des brèches sédimentaires à forte proportion de serpentinites (les minéraux
serpentineux dérivent de l’hydratation des péridotites du manteau) ont été carottés
et dragués à cette époque le long de l’axe de la dorsale. Dans les années 1970-1980,
les nombreuses campagnes d’exploration par dragage des principales zones de fracture
des océans atlantique et indien (Failles Romanche, Kane, Vema, Saint Paul, Owen,
Atlantis) ont montré que des serpentinites affleurent au pied des murs de ces grandes
structures. Dans ces contextes transformants, les serpentinites sont généralement
associées à des gabbros mylonitiques métamorphisés dans le faciès amphibolite (soit à
des températures relativement élevées, de 600 à 700 °C), témoignant des déformations
La Penrose Conference de 1972, réunissant les plus grands spécialistes mondiaux
de la question, a ainsi imposé pour longtemps un modèle de croûte océanique à
3 couches comprenant, de bas en haut au-dessus du manteau: les gabbros, le
complexe filonien puis les basaltes en coussins. Ce modèle fut essentiellement
construit d’après les données des grandes ophiolites (Semail en Oman, Troodos à
Chypre), ou d’ophiolites plus réduites (Coast Ranges de Californie) qui présentent
des sections crustales pouvant atteindre plusieurs kilomètres d’épaisseur. Ce
modèle implique que l’accrétion océanique est toujours accompagnée d’une forte
production magmatique et conduit nécessairement à la mise en place de cumulats
de gabbros, d’une couche de complexe filonien recouverts par une couche continue
de laves en coussin. Nous savons maintenant que ce modèle à trois couches n’est
pas systématiquement applicable au cas des dorsales lentes (fiche 2.4).
progrès de l’exploration et évolution des concepts
Ces 40 dernières années ont été marquées par l’effort considérable réalisé par la
communauté scientifique internationale dans l’exploration géologique de l’Océan. Des
avancées décisives ont ainsi été réalisées dans la compréhension des processus de la
tectonique des plaques grâce à la cartographie par sondeurs multifaisceaux, aux sondages
sismiques, aux dragages, aux forages et aux observations directes par submersibles. Parmi
ces avancées, il a été montré notamment que les roches du manteau terrestre sont
mises fréquemment à l’affleurement dans des contextes océaniques variés comprenant
les marges divergentes, les zones de fractures des océans, le graben axial des dorsales
lentes, certaines zones de subduction et certaines jonctions entre dorsales.
Les dorsales océaniques
Dans les années 1980, les affleurements de manteau le long des grandes zones de
fracture océaniques étaient bien connus, mais on estimait que les péridotites n’étaient
généralement pas visibles le long des segments d’accrétion. À cette époque les
connaissances sur les ophiolites et les fonds océaniques conduisaient à proposer en
effet un concept simple pour la croûte océanique, s’appuyant sur des observations
géologiques à terre et en mer encore fragmentaires.
On sait depuis les années 1960 que des roches ultrabasiques affleurent le long des
reliefs de la dorsale médio-atlantique. La cartographie imprécise de l’époque ne
permettait pas de bien connaître le contexte local des affleurements. Des sables, des
grès et des brèches sédimentaires à forte proportion de serpentinites (les minéraux
serpentineux dérivent de l’hydratation des péridotites du manteau) ont été carottés
et dragués à cette époque le long de l’axe de la dorsale. Dans les années 1970-1980,
les nombreuses campagnes d’exploration par dragage des principales zones de fracture
des océans atlantique et indien (Failles Romanche, Kane, Vema, Saint Paul, Owen,
Atlantis) ont montré que des serpentinites affleurent au pied des murs de ces grandes
structures. Dans ces contextes transformants, les serpentinites sont généralement
associées à des gabbros mylonitiques métamorphisés dans le faciès amphibolite (soit à
des températures relativement élevées, de 600 à 700 °C), témoignant des déformations
La Penrose Conference de 1972, réunissant les plus grands spécialistes mondiaux
de la question, a ainsi imposé pour longtemps un modèle de croûte océanique à
3 couches comprenant, de bas en haut au-dessus du manteau: les gabbros, le
complexe filonien puis les basaltes en coussins. Ce modèle fut essentiellement
construit d’après les données des grandes ophiolites (Semail en Oman, Troodos à
Chypre), ou d’ophiolites plus réduites (Coast Ranges de Californie) qui présentent
des sections crustales pouvant atteindre plusieurs kilomètres d’épaisseur. Ce
modèle implique que l’accrétion océanique est toujours accompagnée d’une forte
production magmatique et conduit nécessairement à la mise en place de cumulats
de gabbros, d’une couche de complexe filonien recouverts par une couche continue
de laves en coussin. Nous savons maintenant que ce modèle à trois couches n’est
pas systématiquement applicable au cas des dorsales lentes (fiche 2.4).