Marie Leroy
Les modèles informatiques confirment que le tremendous panache africain est responsable des déformations inhabituelles ainsi que de l’anisotropie sismique parallèle au rift observée sous le système de rift est-africain.
Dans le rifting continental, il y a un mélange d’étirement et de rupture qui atteint profondément la Terre, a déclaré la géophysicienne D. Sarah Stamps. Le rifting continental implique l’étirement de la lithosphère – la couche rigide la in addition externe de la Terre. Au fur et à mesure que la lithosphère s’étire, ses régions peu profondes subissent une déformation fragile, avec la rupture de la roche et des tremblements de terre.
Stamps, qui étudie ces processus en utilisant la modélisation informatique et le GPS pour cartographier les mouvements de area avec une précision millimétrique, evaluate les différents variations de déformation d’un continent en déliquescence avec un jeu avec Foolish Putty.
“Si vous frappez Silly Putty avec un marteau, il peut en fait se fissurer et se casser”, a déclaré Stamps, professeur agrégé au Département de géosciences, qui fait partie du Virginia Tech Faculty of Science. “Mais si vous le séparez lentement, le Foolish Putty s’étire. Ainsi, à différentes échelles de temps, la lithosphère terrestre se comporte de différentes manières.”
Qu’il s’agisse d’étirement ou de rupture, la déformation qui accompagne le rift continental suit généralement des schémas directionnels prévisibles par rapport au rift : la déformation a tendance à être perpendiculaire au rift. Le système de rift est-africain, le plus grand système de rift continental de la Terre, présente ces déformations perpendiculaires au rift. Mais après avoir mesuré le système de failles avec des devices GPS pendant as well as de 12 ans, Stamps a également observé des déformations qui allaient dans la route opposée, parallèlement aux failles du système. Son équipe du laboratoire de géodésie et de tectonophysique a travaillé pour découvrir pourquoi.
Dans une étude récente publiée dans le Journal of Geophysical Investigation, l’équipe a exploré les processus à l’origine du système de rift est-africain à l’aide de la modélisation thermomécanique 3D développée par le leading auteur de l’étude, Tahiry Rajaonarison, chercheur postdoctoral à New Mexico Tech qui a obtenu son doctorat. à Virginia Tech en tant que membre du laboratoire de Stamps. Ses modèles ont montré que la déformation inhabituelle et parallèle au rift du système de rift est entraînée par le flux du manteau vers le nord associé au Superpanache africain, une remontée huge du manteau qui s’élève du moreover profond de la Terre sous le sud-ouest de l’Afrique et se dirige vers le nord-est à travers le continent, devenant furthermore peu profond. alors qu’il s’étend vers le nord.
Leurs découvertes, combinées aux informations d’une étude que les chercheurs ont publiée en 2021 à l’aide des strategies de modélisation de Rajaonarison, pourraient aider à éclaircir le débat scientifique sur les forces motrices des plaques qui dominent le système de rift est-africain, expliquant à la fois sa déformation perpendiculaire et parallèle au rift. : forces de flottabilité lithosphérique, forces de traction du manteau, ou les deux.
En tant que chercheur postdoctoral, Stamps a commencé à observer la déformation inhabituelle et parallèle du rift est-africain à l’aide de données provenant de stations GPS qui mesuraient les signaux de moreover de 30 satellites en orbite autour de la Terre, à environ 25 000 kilomètres de length. Ses observations ont ajouté une couche de complexité au débat sur les moteurs du système de faille.
Certains scientifiques considèrent que le rifting en Afrique de l’Est est principalement dû aux forces de flottabilité lithosphérique, qui sont des forces relativement peu profondes attribuées principalement à la topographie élevée du système de rift, connue sous le nom de Superswell africain, et aux variants de densité dans la lithosphère. D’autres pointent vers les forces de traction horizontales du manteau, les forces in addition profondes résultant des interactions avec le manteau qui coule horizontalement sous l’Afrique de l’Est, comme principal moteur.
L’étude de l’équipe de 2021 a révélé, grâce à des simulations informatiques 3D, que la faille et sa déformation pouvaient être entraînées par une combinaison des deux forces. Leurs modèles ont montré que les forces de flottabilité lithosphérique étaient responsables de la déformation perpendiculaire à la faille as well as prévisible, mais ces forces ne pouvaient pas expliquer la déformation anormale parallèle à la faille détectée par les mesures GPS de Stamps.
Dans leur étude récemment publiée, Rajaonarison a de nouveau utilisé la modélisation thermomécanique 3D, cette fois pour se concentrer sur la source des déformations parallèles au rift. Ses modèles confirment que le superpanache africain est responsable des déformations inhabituelles ainsi que de l’anisotropie sismique parallèle au rift observée sous le système de rift est-africain.
L’anisotropie sismique est l’orientation ou l’alignement des roches dans une course particulière en réponse à l’écoulement du manteau, aux poches de fonte ou aux tissus structurels préexistants dans la lithosphère, a déclaré Stamps. Dans ce cas, l’alignement des roches a suivi la path de l’écoulement du manteau vers le nord de l’African Superpanache, ce qui suggère l’écoulement du manteau comme source.
“Nous disons que le flux du manteau ne dirige pas la direction est-ouest, perpendiculaire au rift de certaines des déformations, mais qu’il peut être à l’origine de la déformation anormale vers le nord parallèle au rift”, a déclaré Rajaonarison. “Nous avons confirmé les idées précédentes selon lesquelles les forces de flottabilité lithosphérique sont à l’origine de la faille, mais nous apportons de nouvelles informations sur le fait qu’une déformation anormale peut se produire en Afrique de l’Est.”
En savoir as well as sur les processus impliqués dans le rifting continental, y compris ces processus anormaux, aidera les scientifiques à réduire la complexité derrière la rupture d’un continent, qu’ils tentent depuis des décennies. “Nous sommes ravis de ce résultat de la modélisation numérique du Dr Rajaonarison, car or truck il fournit de nouvelles informations sur les processus complexes qui façonnent la surface de la Terre à travers le rift continental”, a déclaré Stamps.
