Sous le Midwest américain, une partie du continent perd progressivement sa base. Ce phénomène géologique lent, invisible en surface, intrigue les scientifiques.
Une équipe internationale a identifié un mécanisme inédit: des "gouttes" de roche se détachent de la croûte terrestre et plongent dans le manteau. Cette découverte éclaire la dynamique des continents sur de larges échelles de temps.
Un processus géologique méconnu
Les cratons, ces noyaux continentaux vieux de plusieurs milliards d'années, constituent l'armature rigide des continents. Leur stabilité exceptionnelle leur permet de résister aux mouvements tectoniques sur des temps géologiques. Pourtant, sous le Midwest américain, des données sismiques révèlent un amincissement anormal de la base du craton nord-américain, signe d'une perturbation profonde.
Figure de l'étude montrant les gouttes rocheux sous le craton plongeant dans le manteau.
Les chercheurs émettent l'hypothèse que ces écoulements sont causés par les vestiges de la plaque de Farallon en subduction sous le craton. Crédit: Hua et al., Nature Geoscience. L'image de la "goutte" décrit un phénomène physique précis: sous l'effet de la chaleur et des contraintes mécaniques, la base du craton se ramollit et forme des protubérances qui, sous leur propre poids, finissent par se détacher. Ce processus rappelle le comportement de matériaux visqueux comme le miel qui s'écoule goutte à goutte, mais à l'échelle de centaines de kilomètres et sur des millions d'années.
Contrairement aux événements anciens comme la destruction du craton de Chine du Nord, celui-ci est observable en direct grâce aux techniques modernes. Les chercheurs ont pu mesurer que cette érosion interne, bien que lente, modifie durablement la structure du continent. Ces observations offrent une occasion unique de comprendre comment évoluent les continents sur le très long terme.
Le rôle clé d'une ancienne plaque océanique
La plaque Farallon, disparue il y a environ 200 millions d'années, continue d'influencer la géologie nord-américaine de manière surprenante. Bien que presque entièrement subduite, ses vestiges enfouis à 600 km de profondeur perturbent les courants mantelliques sous le craton. Ce phénomène crée des forces de cisaillement qui fragilisent progressivement la base lithosphérique.
L'interaction entre ces restes de plaque et le craton fonctionne comme un mécanisme d'érosion invisible. Les modélisations montrent que la plaque agit de deux manières: en déviant les flux de matière chaude du manteau, et en libérant des fluides qui altèrent chimiquement les roches. Ces processus combinés expliquent la formation des "gouttes" observées par sismologie.
Cette découverte établit un lien direct entre des événements tectoniques anciens et l'évolution actuelle des continents. Les chercheurs ont pu valider cette hypothèse en comparant des modèles avec et sans la présence de la plaque Farallon - les gouttes n'apparaissant que dans le premier cas. Une preuve supplémentaire vient des formations géologiques du Kentucky, dont l'origine s'explique désormais par ce phénomène.