La naissance d`un océan : l`ouverture du golfe d`Aden
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La naissance d’un océan : l’ouverture du golfe d’Aden TP LT101- Géologie et géophysique marines Par: Mathieu Rodriguez Pr. Agrégé en sciences naturelles Doctorant iSTeP-ens Hélène Berger Pr. Agrégée en sciences naturelles Historique : la déchirure continentale au XIX° siècle Eduard Suess, 1831-1914 les continents étaient autrefois beaucoup plus étendus/ ils se seraient effondrés en leur milieu pour former les bassins océaniques => Pas de mouvements de plaques, simples effondrements La dérive des continents selon Wegener (1915) : les arguments paléontologiques Dans la lignée de E. Suess… La dérive des continents selon Wegener (1915) : les arguments géographiques La dérive des continents selon Wegener (1915) : les arguments paléoclimatiques Les premières cartes des fonds océaniques : découverte des dorsales et des fosses de subduction Marie Tharp à l’ouvrage… Forages des sédiments : peu épais et récents proches des dorsa Les cartes de la sismicité et la définition des frontières de plaques Hypothèse initiale : les plaques sont des ensembles rigides, la déformation est concentré au niveau de leurs limites. Vrai au premier ordre, il existe cependant une sismicité intrapl La sismicité révèle les frontières océaniques, et l’activité tectonique des océans, qui n’on encore été explorés dans les années 50! Les plans de Wadati-Béniof et la découverte des zones de subduction Révélé par la sismicité Une grande diversité de subductions, dont les types « Marianne » et « Chili » sont les extrêmes Les premières études sur le Golfe d’Aden L’une des premières cartes bathymétriques de la Mer d’Arabie et du Golfe d’Aden Contexte géologique général du Golfe d’ADEN Histoire géologique du golfe d’Aden Quel est le moteur de l’ouverture océanique dans le golfe d’Aden? •Dans le cas du golfe d’Aden, plusieurs hypothèses sont possibles : •le point chaud des Afars (Ethiopie) pourrait favoriser la déchirure active des continents. •la subduction du Makran (Pakistan) pourrait générer des forces de traction suffisantes pour provoquer une déchirure (passive). 1) Morphologie et structure du Golfe d’Aden Analyse de paysages Analyse de données de bathymétrie multifaisceaux Analyse de profils de sismique réflexion Analyse de la carte de la sismicité dans le golfe d’Aden Altimétrie spatiale • L’altimétrie spatiale est une technique permettant de mesurer des hauteurs par satellite. Elle utilise le temps mis par un faisceau radar pour faire l’allerretour satellite-surface de réflexion, associé à une localisation précise du satellite, pour effectuer ses mesures. • Qu’aimerions-nous mesurer ? Le géoïde La topographie dynamique • Que peut-t-on mesurer ? Partie variable du signal océanique Altimétrie spatiale : I. Principes ETAPE 1 Radar : émet un signal à très haute fréquence verticalement. ⇒Distance satellite – surface de la mer avec précision de 2 cm. ⇒Il faut ramener cette distance par rapport à une surface de référence. ETAPE 2 Localisation du satellite et de sa position sur sa trajectoire (altitude, latitude, longitude…) Ex : système DORIS ETAPE 3 Projection de la position du satellite sur l’ellipsoïde de référence. ⇒Précision de l’altitude du satellite de 3 cm. MORPHOLOGIE GENERALE DU GOLFE D’ADEN Socotra Profil topographique NE-SW Reconnaissance des fonds océaniques : bathymétrie multifaisceaux Morphologie sous-marine : le sondeur multi-faisceaux Accès à une meilleure résolution de l’imagerie des fonds sous-marins Morphologie 3D de la dorsale de Sheba Analyse de données multi-faisceaux : identifiez les structures caractéristiques de la dorsale de Sheba Rifting, ouverture océanique et volcanisme Lac Assal Photographie du Lac Asal (Djibouti) Bathymétrie multifaisceaux dans l’axe de la dorsale de Sheba Comment interpréter les décalages morphologiques entre les segments des dorsales? Nord Structure profonde des océans Comparaison de la structure des marges Omanaise et Yéménite Identifiez les structures associées à l’ouverture du Golfe d’Aden Calculez l’épaisseur des sédiments à différents endroits de la marge (v onde dans l’eau = 1500m/s Correction du pointé des profils sismiques Analyse de paysage : Le bloc basculé de Ra’s Kadarma à la pointe NO de Socotra (Yemen) Quelles sont les structures actives? Où sont-elles localisées? •carte de la sismicité 2) Cinématique de l’ouverture du golfe d’Aden Les anomalies magnétiques (1960’s): principe VINE & MATTHEWS Les profils des anomalies magnétiques du plancher océanique enregistrées sur la dorsale de Carlsberg utilisés par Vine & Matthews Cartes des anomalies magnétiques Problème de la période de calme magnétique au Crétacé (MO à A34) Quel est l’âge de l’ouverture du golfe d’Aden ? Quelle est la première région du golfe à s’être ouverte ? A quelle vitesse le golfe s’est-il ouvert ? Déduisez les vitesses d’ouverture (en demi-taux d’ouverture) à partir du pointé des anomalies magnétiques. Il est nécessaire de convertir les distances des degrés vers les Km. • Comment convertir une distance en degré vers une distance en km? Dans le cas d’un méridien : facile! Calculer le périmètre de la Terre (rappel : R=6370km) Périmètre de la Terre = 2πR Sachant qu’un cercle fait 360 , Quelle est la valeur d’un degré en km? Variation du taux d’accrétion en trois points de la dorsale de Sheba. La décroissance lente et progressive du taux d’accrétion pendant les 10 derniers millions d’années n’est pas en accord avec la décroissance de 15-20% pendant les 3 derniers millions d’années déduite de données GPS (Vigny et al.,2006). Quel est le moteur de l’ouverture océanique dans le golfe d’Aden? Synthèse. 3)Comparaison avec l’ouverture du Golfe de Gascogne Morphologie du Golfe de Gascogne Identifiez les structures associées à la déchirure continentale sur les profils de sismique réflexion Calculez l’épaisseur des sédiments Comment l’architecture des dépôts sédimentaires renseigne-t-elle le timing de la déchirure continentale? Carte des anomalies magnétiques du Golfe de Gascogne. Quand le Golfe de Gascogne s’est-il formé (début et fin)?
