Une dorsale océanique surprise en pleine action

À l'échelle du million d'années, l'expansion des fonds océaniques est un processus continu, alimenté par des remontées magmatiques associées au rejeu de failles bordant l'axe des dorsales médio-océaniques (DMO). En réalité, le plancher océanique se forme principalement lors d'événements brefs et discrets, impliquant une activité sismique, des intrusions magmatiques et des effusions de lave, séparés par des décennies d’inactivité. Surveiller les dorsales pour capturer de tels évènements in-situ représente donc un vrai défi en raison de cette longue période de récurrence et de l'éloignement des dorsales en domaine hauturier profond.

Des scientifiques du CNRS Terre & Univers ont relevé ce défi en choisissant de mesurer la déformation active d’un segment de la dorsale sud-est Indienne, représentative des dorsales à taux d’ouverture intermédiaire (6-7 cm/an) où les failles jouent un rôle important dans la séparation des plaques tectoniques en présence. À cette fin, en février 2024, ils ont déployé un réseau composé de transpondeurs acoustiques, d'hydrophones et de capteurs de pression, sur l'axe de la dorsale à 37˚S et sur la faille transformante adjacente d'Amsterdam. 

Par un coup de chance (ou de flair) remarquable, la région a connu une activité intense fin avril 2024, pile à l’aplomb du réseau installé. Les données récoltées en février 2025, objet de l’article, montrent comment le fond de l'océan Indien s'est agrandi de plus d'un mètre en quelques heures lors d'un épisode d'expansion tectono-magmatique clairement hybride. Les hydrophones ont documenté la propagation d'une fissure magmatique le long de la vallée axiale, qui a entraîné des coulées de lave de 100 m d'épaisseur par endroits. 

Les capteurs de pression ont enregistré un affaissement d'environ 4 m de la vallée axiale, indiquant une vidange importante d'une chambre magmatique sous-jacente. Parallèlement, les transpondeurs acoustiques ont révélé des déplacements horizontaux significatifs. Des modèles simples montrent que cette extension implique une ouverture métrique de dykes associée à des glissements asismiques sur des failles normales (i.e. en extension). 

Cette série d'observations spectaculaires illustre, heure par heure, les processus par lesquels deux plaques tectoniques se séparent lors d'un événement d'expansion typique. Elles mettent en lumière un facteur clé inconnu, à savoir la contribution du glissement des failles, en partie sismique et essentiellement asismique, à la libération des contraintes accumulées. Ce résultat est d’autant plus probant qu’il est ici observé dans un contexte de dorsale plus typique que celui d’expériences antérieures, menées sur des dorsales essentiellement magmatiques telles que l'Islande, la section Axial Seamount de la dorsale Juan de Fuca ou la dorsale est-pacifique à expansion rapide, où le rôle des failles tectoniques est largement atténué.

En effet, ces observations démontrent la forte probabilité d'un glissement asismique sur les failles bordant une vallée axiale lors d'un événement d'expansion tectono-magmatique du plancher océanique. Cela résout l’énigme de longue date du déficit de séismes en extension sur les dorsales : contrairement aux failles transformantes, qui décalent horizontalement les segments de dorsales et produisent régulièrement des séismes de magnitude Mw≥5, les failles normales des dorsales accumulent principalement des déplacements sous forme de glissements asismiques de l'ordre du mètre lors d'événements magmatiques impliquant la propagation de dykes à partir d'un réservoir magmatique sous-jacent.