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Des chercheurs ont récemment découvert une immense chaîne de volcans éteints enfouis profondément sous la Chine du Sud, qui s’est formée lorsque deux plaques tectoniques sont entrées en collision lors de la rupture de Rodinia, il y a environ 800 millions d’années.

Des chercheurs ont découvert une chaîne de volcans fossilisés éteints de 640 kilomètres de long, enfouie profondément sous la Chine du Sud . Ces volcans se sont formés lors de la collision de deux plaques tectoniques lors de la rupture du supercontinent Rodinia il y a des centaines de millions d’années, rapportent les scientifiques dans une nouvelle étude. Ces anciens volcans étendent la zone de volcanisme passé de plusieurs centaines de kilomètres et pourraient avoir influencé le climat terrestre.

Il y a environ 800 millions d’années, au début du Néoprotérozoïque, la Chine du Sud se trouvait à la limite nord-ouest de la Rodinia. Le déplacement de la tectonique des plaques a provoqué la rupture de cette zone avec ce qui est aujourd’hui la plaque du bloc Yangtze, la poussant vers la plaque océanique de Chine. Lors de la collision des deux plaques, la croûte océanique, plus dense, s’est enfoncée sous la croûte continentale, plus flottante, et a glissé profondément dans la Terre – un processus connu sous le nom de subduction.

Lors de la subduction de la croûte océanique, celle-ci se réchauffe et libère de l’eau, ce qui génère du magma. Ce dernier remonte à la surface, créant une longue et étroite chaîne de volcans qui suivent une courbe au-dessus de la zone de subduction. C’est ce qu’on appelle un arc volcanique.

Le volcanisme et la formation de montagnes dans les systèmes d’arc créent une nouvelle croûte et modifient la croûte existante. C’est pourquoi les chercheurs étudient les anciens arcs volcaniques pour comprendre comment la croûte s’est formée sur la Terre primitive.

Des géologues avaient précédemment découvert les vestiges d’un arc volcanique éteint le long du bloc du Yangtsé, datant du début du Néoprotérozoïque. Dans une nouvelle étude, publiée le 30 juin dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth , Zhidong Gu , ingénieur principal chez PetroChina, Junyong Li , chercheur à l’Université de Nanjing, et leurs collègues ont testé si ces volcans d’arc s’étendaient plus loin à l’intérieur des terres.

Les montagnes fossiles peuvent être difficiles à trouver, car elles sont progressivement érodées par le vent et l’eau et enfouies sous des couches de sédiments. Aujourd’hui, plusieurs kilomètres de roches sédimentaires recouvrent l’intérieur du bloc du Yangtsé, formant le bassin du Sichuan.

L’équipe de Gu et Li a utilisé un capteur magnétique aéroporté pour « observer » la croûte sous ces roches sédimentaires. Chaque type de roche contient des minéraux magnétiques différents ; les géophysiciens utilisent donc des signaux magnétiques pour cartographier les formations rocheuses souterraines.

Ils ont découvert une bande de roche riche en fer, dotée d’un champ magnétique supérieur à la moyenne, située à environ 6 kilomètres sous la surface. Elle formait une ceinture d’environ 700 kilomètres de long et 50 kilomètres de large, s’étendant du nord-est au sud-ouest du bloc du Yangtsé et s’étendant jusqu’à 900 kilomètres à l’intérieur des terres. De telles roches riches en fer se forment au-dessus de la croûte océanique en subduction.

L’équipe a également analysé des roches provenant de sept forages profonds réalisés dans la croûte superficielle du bassin du Sichuan. Ils ont confirmé que ces roches provenaient du magma et présentaient une structure chimique similaire à celle de la croûte nouvelle formée par les volcans d’arc. Ils ont daté les roches magmatiques d’il y a entre 770 et 820 millions d’années, confirmant ainsi leur formation au début du Néoprotérozoïque.

Les chercheurs ont conclu que la subduction des plaques lors de la rupture de Rodinia a formé un anneau de volcans s’étendant sur des centaines de kilomètres à l’intérieur du bloc du Yangtze.

Cette découverte est surprenante, a déclaré l’équipe, car la plupart des arcs volcaniques forment des ceintures plus étroites le long de la marge continentale. Par exemple, les Cascades forment une chaîne de montagnes unique au-dessus de la plaque Juan de Fuca, qui s’enfonce sous la côte nord-américaine.

Gu et Li ont attribué le large arc du Yangtsé à un type de tectonique différent, appelé subduction en plaque plate. Lors de ce phénomène, la plaque océanique se déplace horizontalement sous la plaque continentale à faible angle sur des centaines de kilomètres avant de s’enfoncer dans la Terre. Ce processus produit deux crêtes volcaniques distinctes : l’une près de la limite où la plaque océanique glisse initialement sous le continent, et l’autre plus à l’intérieur des terres, où elle finit par s’enfoncer. Une subduction similaire, peu profonde, de la plaque de Nazca sous la côte ouest de l’Amérique du Sud forme aujourd’hui les chaînes de montagnes parallèles des Andes.

Peter Cawood, géologue à l’université Monash en Australie, qui n’a pas participé à l’étude, a admis qu’il s’agissait d’une des explications possibles de la formation des volcans intérieurs. Il a toutefois proposé une autre explication. « Il se pourrait que les deux ceintures ne fassent pas partie d’un seul et même système d’arc et de plaque plane, mais représentent deux systèmes indépendants, mais équivalents dans le temps, qui ont été reliés entre eux », a-t-il déclaré.

Quoi qu’il en soit, Cawood a déclaré que ces travaux présentaient un « nouvel ensemble de données passionnantes dans une région jusqu’ici difficile à étudier ». Il a ajouté qu’ils « démontraient que le volume d’activité magmatique le long de cette limite pourrait être considérablement plus important qu’on ne le pensait auparavant », et que son impact sur le climat passé de la Terre devrait être évalué.

Les scientifiques pensent que le cycle global du carbone a subi un changement majeur durant cette période, d’après les relevés géochimiques de roches sédimentaires vieilles de 720 millions à 1 milliard d’années. Les volcans rejettent du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, mais l’altération chimique des montagnes le consomme. Ces deux processus contribuent à réguler le cycle du carbone et le climat de la Terre pendant des millions d’années. On ignore encore comment les anneaux de feu du sud de la Chine ont pu contribuer à cette perturbation et à l’instabilité climatique qui en a résulté.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.livescience.com/

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