Les tremblements de terre et le volcanisme se produisent à la suite de la tectonique des plaques. Le mouvement des plaques tectoniques elles-mêmes est en grande partie entraîné par le processus connu sous le nom de subduction. La dilemma de savoir remark se créent de nouvelles zones de subduction energetic est cependant encore débattue. L’arc volcanique des Petites Antilles dans les Caraïbes en est un exemple. Une équipe de recherche comprenant les géophysiciens Dr. Nicolas Riel et le professeur Boris Kaus de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ainsi que des chercheurs de l’Université de Lisboa (ULisboa) ont récemment développé des modèles qui simulaient les événements dans la région des Caraïbes au cours du Crétacé, lorsqu’une subduction événement dans le Pacifique oriental a conduit à la formation d’une nouvelle zone de subduction dans l’Atlantique. Les simulations informatiques montrent comment la collision de l’ancien plateau caribéen avec l’arc des Grandes Antilles a contribué à la création de cette nouvelle zone de subduction atlantique. Il y a quelque 86 millions d’années, les processus déclenchés ont par la suite entraîné un vital écoulement mantellique et donc le développement de la grande province ignée des Caraïbes.
La subduction comme moteur de la tectonique des plaques
La subduction est un processus géologique dans lequel la lithosphère océanique froide, qui fait partie de la couche la furthermore externe rocheuse et épaisse d’environ 100 kilomètres de la planète, se heurte au bord d’une plaque continentale et glisse en dessous pour être recyclée dans le manteau terrestre. Avec la libération de matériaux du manteau chaud sous la forme de panaches du manteau et la nouvelle génération de plancher océanique au niveau des dorsales médio-océaniques, les événements de subduction forment l’épine dorsale de la tectonique des plaques. Cependant, on overlook en grande partie comment les zones de subduction energetic se forment, principalement parce qu’il existe actuellement très peu d’exemples d’initiation de subduction en cours ici sur Terre. Dans cette optique, le Dr Nicolas Riel et le professeur Boris Kaus du JGU Institute of Geosciences ont décidé d’étudier les problems géodynamiques qui auraient prédominé dans la région des Caraïbes à la fin du Crétacé. “En termes de tectonique des plaques, les Caraïbes sont un endroit particulièrement intéressant”, a déclaré le professeur Boris Kaus, chef du groupe de géodynamique et géophysique à l’université de Mayence. La région des Caraïbes peut être considérée comme une sorte de laboratoire naturel dans lequel, pendant des tens of millions d’années, la tectonique des plaques a entraîné le transfert d’une zone de subduction du Pacifique vers l’Atlantique. Ceci était associé à une activité magmatique très étendue qui expliquait l’origine de la grande province ignée des Caraïbes (ou CLIP en abrégé). Cette structure de roche magmatique est aujourd’hui le centre de la plaque Caraïbe.
Pour leurs simulations informatiques, les chercheurs ont sélectionné un moment il y a 140 hundreds of thousands d’années où la soi-disant plaque de Farallon, une ancienne plaque majeure du Pacifique oriental, a commencé à se déplacer vers l’est et à passer sous la marge sud-américaine, déplaçant ainsi l’ancienne plaque des Caraïbes. plateau en route de la fosse Farallon. Il y a environ 135 hundreds of thousands d’années, l’ancien plateau caribéen est entré en collision avec la plaque proto-caribéenne. Comme l’ont montré les simulations, la subduction de la plaque de Farallon a ensuite été momentanément interrompue tandis que la subduction de la plaque proto-caribéenne a été amorcée. Plusieurs phases ultérieures se succèdent sur une période d’environ 50 millions d’années, notamment la subduction renouvelée de la plaque Farallon à l’extrémité ouest de l’ancien plateau, la development d’un panache mantellique et le transfert de l’arc des Grandes Antilles sur le proto-retrait. Assiette des Caraïbes.
La subduction simultanée de deux plaques a forcé une partie du manteau vers le haut
“Avec l’aide de nos simulations informatiques, nous pouvons mieux comprendre le processus physique”, a ajouté le Dr Nicolas Riel, l’auteur principal de l’article correspondant récemment publié dans Character Communications. “Nous avons tous été surpris par les résultats montrant qu’il y a 90 à 86 hundreds of thousands d’années, le renouvellement de la subduction de la plaque de Farallon a conduit à un écoulement mantellique majeur, déclenchant la formation d’un panache. Cela a produit une énorme quantité de magma.” Ce matériau rocheux en fusion a ajouté à l’épaisseur de la croûte de la plaque caraïbe, la faisant atteindre jusqu’à 22 kilomètres de profondeur, soit 8 à 10 kilomètres de moreover que la norme pour la croûte océanique. Il était précédemment supposé que le panache du manteau induisait le renouvellement de la subduction de la plaque de Farallon.
“Nous sommes dans la situation exclusive de pouvoir réaliser des simulations très réalistes”, a déclaré Boris Kaus. Son équipe est l’un des rares groupes au monde à pouvoir utiliser la modélisation par superordinateur pour tester la plausibilité de leurs hypothèses physiques et ainsi analyser quels événements de tectoniques des plaques se sont réellement produits dans les Caraïbes. Pour leurs calculs complexes, les chercheurs ont eu accès au supercalculateur MOGON II exploité par l’Université Johannes Gutenberg de Mayence et l’Institut Helmholtz de Mayence (HIM), l’un des ordinateurs hautes performances les as well as rapides au monde.
Recherche sous l’égide de TeMaS
Les recherches géophysiques ont été menées sous l’égide de la plateforme de recherche Terrestrial Magmatic Systems (TeMaS), un projet commun des universités de Mayence, Francfort et Heidelberg. TeMaS coordonne des recherches interdisciplinaires sur les processus magmatiques au sens massive, depuis la génération du magma dans le manteau terrestre jusqu’à son éruption dans les volcans et son effects sur l’atmosphère et le climat. TeMaS est un domaine de recherche à haut potentiel de JGU, financé par le ministère des Sciences et de la Santé de Rhénanie-Palatinat.
Boris Kaus est responsable du groupe Géodynamique et géophysique à l’Institut JGU des géosciences. En 2018, il a reçu une bourse ERC Consolidator, l’une des bourses de financement de l’UE les as well as riches, pour soutenir ses recherches sur les processus magmatiques. Dans le cadre du projet ERC MAGMA, abréviation de “Melting And Geodynamic Models of Ascent”, Kaus et son équipe ont développé des modèles numériques qui leur ont permis de simuler des événements magmatiques. Le géophysicien est également membre du Gutenberg Investigation Faculty (GRC) de JGU.