Qu'est-ce que le bassin d'arrière-arc?

Un bassin d'arrière-arc est une formation géologique qui se produit au fond de l'océan. Cette formation marine est le plus souvent identifiée le long des zones de subduction, qui se produisent lorsqu'une plaque tectonique se déplace sous une autre, et des arcs insulaires, qui sont une sorte d'archipel constitué principalement de volcans. Un bassin d'arrière-arc s'étend généralement sur une longue distance, mesurant plus de 600 km de long. De plus, cette caractéristique géologique est caractérisée comme très étroite, un détail pensé pour être causé par le manque de convection du manteau près de la crête. Les bassins d'arrière-arc émettent des roches basaltiques uniques aux autres basaltes de dorsales médio-océaniques en ce sens qu'ils contiennent de hauts niveaux d'eau magmatique. En fait, ces formations sont bien connues pour leur activité hydrothermale. Là où des cheminées profondes émergent dans ces bassins, on trouve souvent un grand nombre d’espèces et de communautés marines riches en diversité biologique.

Comment forme-t-on un bassin d'arrière-arc?

La plupart des chercheurs pensent que les bassins d'arrière-arc sont formés par un mouvement géologique connu sous le nom de «rollback». Au cours de ce processus, la zone de subduction se déplace dans le sens opposé de la plaque tectonique qui se déplace généralement sous une autre. Ce mouvement en arrière provoque l'étirement de la plaque tectonique située au sommet de la zone de subduction, créant ainsi une formation de tranchée.

Au fur et à mesure que cette tranchée se forme, la croûte s'étire et s'amincit. Ce mouvement d'étirement est considéré comme étant en extension. Cette caractéristique d'extension est l'une des principales caractéristiques des bassins d'arrière-arc. La croûte maintenant éclaircie permet au magma de s'échapper à la surface du fond de l'océan. Le magma exposé crée une pression le long de la plaque tectonique située au sommet de la zone de subduction. Au fur et à mesure que cette pression augmente, les volcans supérieurs peuvent faire éruption. Toutes ces activités entraînent la dispersion des fonds marins, ce qui affecte la forme et l'apparence des formations terrestres situées au-dessus.

En d'autres termes, une ligne de volcans qui sont exposés et font saillie au-dessus de la surface de l'océan se modifie lentement au fur et à mesure de la formation du bassin d'arrière-arc. Alors que le mouvement en arrière affine la croûte et provoque la séparation des fonds océaniques, les volcans commencent à se séparer. Finalement, le volcan est complètement divisé en deux, formant deux volcans distincts.

Où peut-on trouver des bassins d'arrière-arc?

La plupart des bassins d'arrière-arc identifiés ont été localisés dans la région occidentale de l'océan Pacifique, le long des limites de plaques convergentes. D'autres bassins d'arrière-plan ont été découverts dans les régions suivantes: Manus, mer du Japon, Écosse du Sud, Mariannes, mer d'Okhotsk, mer Tyrrhénienne, nord de Fidji et Tonga-Kermadec. De plus, la mer Noire abrite deux bassins d'arrière-plan. Les chercheurs ont également identifié un certain nombre de bassins d'arrière-arc éteints ou ne formant plus. Certains de ces bassins fossilisés incluent: le bassin de Kourile, la mer de l’Est de Corée et le bassin de Parece Vela Shikoku.

Différence entre les bassins d'arrière-arc et les dorsales océaniques

Comme mentionné précédemment, les bassins d'arrière-arc peuvent émettre des roches basaltiques lourdes en eau, tandis que d'autres crêtes médio-océaniques émettent des roches basaltiques plus sèches. En plus de cette différence, les bassins d'arrière-arc sont uniques en ce sens que le taux d'épandage se produit à un taux différent sur toute la surface du bassin. Cette propagation inégale est appelée asymétrie. Cependant, d'autres crêtes au milieu de l'océan connaissent un étalement symétrique. Aucun consensus scientifique n'a été atteint pour expliquer ce phénomène. Plusieurs théories ont mis en avant un certain nombre d'explications possibles, telles que les effets de coin du manteau, les gradients d'hydratation et le passage d'un comportement de rifting à un comportement de propagation.

Le bassin d'arrière-arc Mariana

La fosse des Mariannes est l'un des bassins d'arrière-arc les plus connus au monde. Cette formation géologique est située dans la région occidentale de l'océan Pacifique, où elle est entourée par la crête inactive des Mariannes de l'Ouest et par l'arc volcanique toujours actif de Marianne à l'est. À son extrémité nord, la crête des Mariannes occidentales et les Mariannes se rejoignent. À son extrémité sud se trouve le Challenger Deep, qui est l’endroit le plus profond du fond de l’océan connu des chercheurs. Il s'étend entre 35 755 et 35 814 pieds de profondeur. La fosse entière de Mariana s'étend sur une distance d'environ 807, 78 miles, à peu près la même distance que de Londres en Angleterre à Rome en Italie. Son point le plus large se situe vers le milieu de ce bassin et mesure un peu plus de 149 km.

On peut constater l’extension asymétrique du fond marin dans la cuvette des Mariannes en comparant son bord occidental à sa zone centrale. Par exemple, dans la région centrale de cette formation, la vitesse de propagation est estimée entre 2 et 3 fois supérieure à celle de la limite ouest. Les divers développements de ce bassin d'arrière-arc ont conduit à la classification de 3 zones distinctes: la plate-forme sud, le sommet du rift nord et le bassin central.

La plate-forme sud de la fosse des Mariannes n’est pas aussi profonde que les 2 autres régions. En fait, son point le plus profond est seulement environ 1, 86 miles de profondeur. Des creux beaucoup plus profonds et plus étroits séparent cette région de la zone des volcans actifs. Le sommet nord du rifting est un excellent exemple des premières étapes du développement du rifting en raison de sa proximité avec les volcans actifs. Enfin, le bassin d'épandage central représente ce développement géologique à son apogée.

Bassin du Lau

Le bassin de Lau, situé le long de la limite des plaques australo-pacifiques, est un exemple de bassin d'arrière-arc relativement jeune. Les géologues estiment que son âge est inférieur à 5 millions d'années et qu'il s'est développé à la suite du déplacement de la plaque du Pacifique sous la plaque australienne pendant le pliocène. Le bassin de Lau est bordé à l'ouest par la crête Tonga-Kermadec et à l'est par la crête Lau-Colville. Ce bassin d’arrière-plan est unique en ce sens qu’il adopte une forme en V plutôt que la forme linéaire de beaucoup d’autres. En raison de cette forme, ses deux ouvertures font face à la même direction, au sud. Ces ouvertures sont appelées East Lau Spreading Center et Central Lau Spreading Center. Comme on le voit avec la plupart des bassins d'arrière-arc, le taux d'étalement dans cette formation est asymétrique. Le centre d'épandage East Lau, par exemple, se déplace à une vitesse d'environ 100 millimètres par an, alors que le taux moyen total pour ce bassin est d'environ 150 millimètres par an. Compte tenu de ce taux, le bassin de Lau est considéré comme un bassin d'arrière-arc à propagation rapide.

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