Les processus du manteau dans les failles de décrochement
Les nombreuses plaques tectoniques de la Terre glissent les unes sur les autres dans une combinaison de directions verticales et horizontales. Une faille de décrochement ne comporte aucun composant se dirigeant verticalement et son mouvement est uniquement horizontal. Le projet RHEOMANTLE (Evaluation of mantle rheology in exhumed strike-slip faults), financé par l'UE, a étudié les limites des failles de décrochement. Plus précisément, l'équipe s'est intéressée aux facteurs régissant le cycle des séismes associé à ce type de failles. Étant donné que les failles traversent probablement l'intégralité de la croûte, les chercheurs ont également examiné si la déformation est contrôlée par la croûte supérieure ou par le manteau supérieur. Le consortium a montré que les interactions manteau-croûte affectent la déformation et les propriétés mécaniques des plaques tectoniques, et contrôlent donc le cycle sismique. L'équipe a étudié des sections profondes de la lithosphère à l'emplacement de failles de décrochement. Elle s'est intéressée aux xénolithes du manteau supérieur situé sous la faille de San Andreas aux États-Unis ainsi qu'à des roches plus profondes provenant de la même faille au Mexique. Les xénolithes sont des roches profondes qui ont été amenées à la surface par des éruptions volcaniques. Les échantillons de roches ont révélé les diverses forces associées aux couches rocheuses à différentes profondeurs, et la façon dont ces forces variaient latéralement le long de la faille. RHEOMANTLE a également étudié les roches du manteau supérieur des zones de cisaillement de la presqu'île de Bogota (Nouvelle Calédonie) et de Mavrovouni (Grèce). La première représente la frontière entre deux plaques océaniques, alors que le site grec révèle une déformation localisée de la lithosphère océanique. Sur ces deux sites, l'équipe a étudié la variation latérale des forces associées aux roches du manteau supérieur et les processus conduisant à une déformation des zones profondes. Pour la faille de San Andreas, les résultats ont montré que les forces présentes dans la lithosphère sont faibles en permanence sur l'ensemble du profil de profondeur. Il apparaît donc que la déformation n'est pas contrôlée par une couche lithosphérique unique. Les roches du manteau supérieur de la presqu'île de Bogota étaient humides et présentaient une augmentation latérale de la résistance et de la contrainte. Les variations réduisent la résistance de la roche à la déformation, favorisation la localisation de la contrainte. Sur ce même site, les roches plus profondes étaient associées à des forces faibles, comme pour les roches de la faille de San Andreas. Le modèle de rétroaction lithosphérique conçu par l'équipe explique les systèmes de failles de décrochement en termes d'interactions entre la croûte supérieure de la faille et l'écoulement du manteau supérieur. Ces travaux ont ainsi révélé que c'est l'interaction des couches lithosphériques, et non les forces relatives qui leur sont associées, qui peut diriger le cycle sismique.
Mots‑clés
Failles de décrochement, cycles sismiques, couches lithosphériques, RHEOMANTLE, manteau supérieur, xénolithes
