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Le Rift est-africain

 | 
Bertrand Hirsch
, 
Bernard Roussel

Partie 1. La grande déchirure de la Terre

Chapitre 2. Le point chaud de l'Afar

Vincent Courtillot

Texte intégral

photo > Rift d’Ardokouba, lac Asal (République de Djibouti).

1Le continent africain s’est individualisé commence à se fractionner, entre Amérique du petit à petit au cours des dernières centaines de millions d’années. Dès l’abord, le lecteur va devoir se familiariser avec cette unité de temps incroyablement longue qu’utilise le géologue, le million d’années ! Donnons tout d’abord quelques repères basés sur cette unité de compte qui dans la vie de la Terre représente une semaine dans la vie d’un homme… La Terre est née il y a environ 4 500 millions d’années, les dinosaures ont disparu il y a 65 millions d’années et notre (peut-être ?) lointaine cousine et ancêtre africaine Lucy y vivait il y a 3 millions d’années. Depuis un million d’années, glaciations et périodes plus chaudes se succèdent, et l’aube de la civilisation « moderne » date d’environ un centième de million d’années (10 000 ans).

2Il y a un peu plus de 200 millions d’années, les grands continents d’aujourd’hui étaient rassemblés dans ce gigantesque continent unique que Wegener a nommé la Pangée (fig. 1). Celui-ci commence à se fractionner, entre Amérique du Nord et Afrique, il y a 200 millions d'années, et l'océan Atlantique central commence à s'ouvrir. Quinze millions d’années plus tard, c’est au tour de l’océan Indien de se former entre l’Afrique et ses morceaux orientaux : Madagascar, Inde et Antarctique. Il y a 130 millions d’années, c’est au tour de l’Amérique du Sud qui se détache de l’Afrique avec l’ouverture de l’Atlantique Sud (fig. 2 a et b). Les contours de l’Afrique commencent à ressembler à ce qu’ils sont actuellement, sauf au Nord, où les mouvements d’écrasement en direction de l’Europe et de l’Asie vont modeler la Méditerranée.

3Le grand continent africain porte en fait les traces de multiples déchirures et collisions de continents encore plus anciens. Il est un véritable collage, une mosaïque de ce que les géologues appellent des « cratons » et des « blocs accrétés ». La brève histoire que nous venons d’esquisser n’en forme que les dernières péripéties.

Figure 1 – La Pangée vers 250 Ma.

Figure 2 a – Après l’ouverture de l’Atlantique Sud et de l’océan Indien (vers 130 Ma).

Figure 2 b – Peu après l’ouverture de l’Atlantique Sud (vers 115 Ma). (D’après Jean Besse).

Reliefs, formes et dynamique géologique de l’Afrique

4Quiconque regarde une carte géographique de l’Afrique, mieux encore une carte topographique avec les reliefs bien indiqués par des dégradés de couleurs est frappé par plusieurs caractéristiques : une grande partie du continent est située à assez haute altitude et celui-ci est marqué dans sa partie orientale et nord-orientale par de grandes déchirures. C’est la fameuse étoile à trois branches qui forme le grand système du « Rift » (en anglais « déchirure ») africain, de la mer Rouge et du golfe d’Aden (fig. 3 et 4).

5Il y a bien longtemps que la similitude de la forme des côtes opposées de la mer Rouge (et aussi du golfe d’Aden) a frappé les esprits (fig. 4). Dans les années 1930, Teilhard de Chardin disait déjà que si les théories de Wegener sur la dérive des continents avaient un fondement, c’est là sans doute qu’on pourrait le mieux les vérifier. La révolution de la « tectonique des plaques », cette version moderne de la théorie de Wegener, a apporté une moisson d’observations, en particulier sur la structure et la nature des fonds marins. On a pu montrer ainsi que la mer Rouge et le golfe d’Aden étaient bien de jeunes océans en train de s’ouvrir, en gros depuis 20 millions d’années. Depuis vingt ans, les travaux de nombreuses équipes, en particulier françaises, dans les environs de la dépression de l’Afar, à la jonction des trois branches de l’étoile, ont fait énormément progresser notre compréhension de l’histoire et de la structure de cette région.

Figure 3. Il y a trente millions d’années, les traps d’Éthiopie entrent en éruption. Sous l’effet de la traction de la plaque qui plonge dans la zone de subduction du Zagros en Iran, la plaque africaine casse le long des rifts est-africains et de la mer Rouge. Le golfe d’Aden n’a pas commencé à se former. Il faudra attendre encore une dizaine de millions d’années.

Figure 4. La forme des côtes fait bien apparaître la congruence entre l’Arabie et l’Afrique. Seul obstacle apparent à l’emboîtement de ces deux plaques : la dépression de l’Afar...

Le volcanisme basaltique : de la fissure du Laki aux grands traps

6Chose remarquable, si les trois rifts semblent converger vers la dépression Afar, celle-ci (fig. 5) est bordée de grands escarpements, d’énormes empilements de lave qui forment de hauts plateaux, principalement en Éthiopie mais aussi en Somalie et au Yémen. Et si l’on referme par la pensée ces déchirures et ces jeunes bras de mer, en « recollant » bord à bord ces traits de côte si semblables, on voit ces hauts-plateaux se rassembler pour n’en former qu’un, immense, avec une surface de plus de 200 000 kilomètres carrés (et sans doute beaucoup plus à l’origine, car une partie a dû être rabotée par l’érosion depuis sa formation).

Figure 5. Ce modèle numérique de terrain fait bien apparaître la forme triangulaire de la dépression Afar. On voit qu’on peut nicher les hauts plateaux du Yémen contre ceux d’Éthiopie et de Somalie : ce sont les restes du grand trap volcanique mis en place il y a 30 millions d’années, avant la formation de la dépression.


22

La fissure du Laki, en Islande.

7Les plateaux de ce type ont reçu dès le xviiie siècle le nom de « traps » : des géographes suédois y ont en effet reconnu une forme caractéristique en marches d’escalier (la racine « treppen » dans les langues germaniques). Il n’y a pas beaucoup de plateaux de ce genre sur la Terre : une douzaine environ. Les plus célèbres sont, à côté de ceux d’Éthiopie, les hauts plateaux du Deccan en Inde, du Parana en Amérique du Sud, de Sibérie ou du Groenland (fig. 6)… Nous y reviendrons.

8Dans les falaises qui s’élèvent depuis la dépression Afar vers le haut plateau éthiopien, on distingue des centaines d’épaisses coulées de lave, principalement basaltique (une lave très fluide, celle qu’on rencontre dans les volcans de la Réunion ou d’Hawaï par exemple), chacune pouvant atteindre plus de 10 mètres d’épaisseur et des dizaines de kilomètres de long. On a estimé que, dans ces traps, certaines coulées ont un volume de plus de mille kilomètres cubes !

Le rôle des traps dans les grandes extinctions d’espèces

9Alors, que penser des effets d’une unique coulée de traps, cent fois plus grosse, et de la succession de centaines de telles coulées ! Oui, mais en combien de temps ? Un des grands problèmes de la géologie est de dater les objets qu’elle observe. Une controverse a longtemps existé sur la durée totale de mise en place des traps et sur leur âge exact. Face au problème des traps du Deccan, nous avons pu montrer en 1986 que ceux-ci s’étaient mis en place en un temps géologiquement très bref, de l’ordre de seulement un million d’années. Le volume total des laves mises en place devait dépasser 2 millions de kilomètres cubes, ce qui en fait l’un des événements volcaniques les plus massifs et les plus impressionnants de l’histoire des temps géologiques. De plus, grâce à la combinaison de trois méthodes (la paléontologie, c’est-à-dire l’étude des fossiles, la géochronologie, connue en archéologie et en histoire par le biais de la méthode « carbone 14 » et le paléomagnétisme, qui déchiffre la mémoire magnétique des roches et permet de mesurer la dérive des continents), nous avons pu montrer que la date de cette éruption coïncidait avec celle de la disparition des dinosaures et des nombreuses autres espèces qui marque l’extinction de la fin de l’ère secondaire et le passage à l’ère tertiaire, il y a 65 millions d’années.

10Que sont donc ces « extinctions en masse » ? Voilà plus de 200 ans qu’en observant soigneusement les restes d’organismes autrefois vivants et maintenant fossilisés dans les strates rocheuses, les paléontologues et les stratigraphes ont constaté que certaines associations animales, qui semblaient se retrouver sur des épaisseurs importantes de roches et donc sans doute correspondre à de longues durées, s’interrompaient soudainement pour donner suite à des sédiments dépourvus de traces de vie, puis à des sédiments renfermant des communautés biologiques complètement différentes. Ces grandes coupures ont servi à définir les fameuses ères (primaire, secondaire, tertiaire) et certaines des périodes (Trias, Jurassique, Crétacé par exemple à l’ère secondaire) qui composent l’échelle des temps géologiques. On sait maintenant que ces coupures correspondent bien à de rares et assez brefs moments au cours desquels une fraction importante de ce qui vivait sur Terre a été rayée de la carte du monde. Ainsi à la fin de l’ère secondaire (ou, ce qui revient au même, du Crétacé) s’est produite l’extinction des deux tiers de toutes les espèces. C’est sans doute ce qui a permis aux mammifères de se développer enfin. Sans cela nous ne serions pas là… La pire des extinctions s’est déroulée il y a 250 millions d’années et marque la fin de l’ère primaire : ce sont 95 pour cent des espèces et sans doute 99 pour cent de tout ce qui vivait qui ont alors disparu. On est peut-être passé à deux doigts de voir la vie effacée de la Terre ! Depuis le début des années 1980, la cause de ces extinctions en masse a été à l’origine de débats vifs et passionnants. Si l’impact d’une grosse météorite (d’environ 10 km de diamètre) semble bien attesté à la fin du secondaire, on n’en trouve aucune à une autre limite d’extinction géologique. En revanche, presque à chaque fois, on trouve un trap. Et cinq traps maintenant bien identifiés correspondent aux cinq plus grandes extinctions intervenues au cours des derniers 300 millions d’années d’histoire de la Terre. C’est un grand trap en Sibérie qui peut être associé à l’extinction de la fin du primaire. Et les traps du Deccan coïncident avec celle du secondaire, même si, en plus, un impact est venu donner aux écosystèmes un violent coup supplémentaire.

Figure 6. Les traps à la surface de la Terre.

11Ces résultats très excitants ont décuplé l’activité des chercheurs dans le monde entier, et l’on a rapidement confirmé que tous les traps ou presque s’étaient formés en peu de temps au moment d’une extinction majeure ou en tout cas d’une modification majeure du climat et des océans. Les traps correspondant à l’ouverture de l’océan Atlantique central (peu visibles car très abîmés par l’érosion et l’ouverture de l’Atlantique) se sont formés il y a 200 millions d’années, au passage du Trias au Jurassique ; les traps de Sibérie, il y a 250 millions d’années, au moment de la plus grande crise de la biosphère, avec l’extinction de près de 90 % des espèces sur terre et sur mer : c’est le passage de l’ère primaire à l’ère secondaire.

12On commence maintenant à comprendre le mécanisme d’empoisonnement de l’atmosphère (par le gaz sulfureux) et de modification profonde de sa température (par les gaz carbonique et sulfureux) lors de ces éruptions volcaniques gigantesques, comme la Terre n’en a plus connu aucune (heureusement ?) depuis 15 millions d’années. La canicule de l’été 2003 semble être responsable d’un excès de décès de 15 000 personnes dans une France de 60 millions d’habitants. L’éruption du Laki en aurait causé bien plus dans une France de 30 millions d’habitants. Il devient moins difficile d’imaginer ce qu’auraient pu faire plusieurs centaines de coulées réparties sur quelques dizaines ou centaines de milliers d’années, si chacune pouvait être de 10 à 100 fois plus importante que la plus importante coulée historique connue de l’homme…

Traps et points chauds

13Traps du Deccan en Inde, traps d’Éthiopie et du Yémen dans la Corne de l’Afrique et sur la péninsule Arabique, mais que sont donc ces énormes, rares et étranges objets géographiques et géologiques ? La plupart des géologues s’accordent aujourd’hui pour y voir la naissance, l’irruption à la surface du globe de panaches issus des profondeurs du « manteau » terrestre (l’enveloppe de roches silicatées qui descend jusqu’à 2 900 kilomètres de profondeur sous nos pieds, jusqu’au noyau de fer fondu qui s’agite en dessous). Si on laisse le regard dériver vers le sud-ouest de l’Inde, on s’aperçoit qu’une ligne presque continue d’îles, de volcans actifs ou éteints relie les traps du Deccan à un volcan bien actif aujourd’hui, le Piton de la Fournaise à la Réunion (fig. 7).

Figure 7. Une chaîne de volcans sous-marins relie les traps du Deccan au volcan actif de la Réunion.

14Ces îles éteintes aux noms poétiques sont les Chagos, les Laquedives, les Maldives et, beaucoup plus au sud, l’île Maurice. À l’aide de dragages en bateaux et de mesures de l’âge des roches dans les laboratoires de géochronologie, on a pu voir que ces îles formaient une famille enfants d’âge bien ordonné. Les traps du Deccan : 65 millions d’années ; les Laquedives et les Maldives : de 60 à 40 millions d’années ; l’île Maurice : de 7 à 2 millions d’années ; la Réunion, elle, est active depuis 1 à 2 millions d’années.

15Il y a longtemps qu’on avait remarqué une progression régulière semblable dans la longue chaîne de volcans émergés et sous-marins qui s’accroche aux volcans actifs d’Hawaï et conduit jusqu’au bord de la fosse des Kuriles et du Kamtchatka, où un volcan de près de 80 millions d’années d’âge est en train de se faire « absorber » dans une grande fosse de subduction, s’apprêtant ainsi à retourner dans le manteau pour s’y faire « digérer » (fig 8).

Figure 8. La carte du relief du fond du Pacifique montre bien la double chaîne en chevron de volcans sous-marins qui, partant d’Hawaï, passent par l’atoll de Midway, remontent vers le nord et s’enfoncent dans les fosses qui bordent la mer de Bering. L’âge de chaque volcan (en millions d’années) et son nom sont indiqués dans les cadres jaunes. En blanc, la position calculée du point chaud qui montre notre bonne connaissance des mouvements des plaques dans la région (âges en millions d’années, pour une anomalie magnétique océanique particulière dont le nom est indiqué : a33 = anomalie magnétique océanique numéro 33. Ces anomalies, enregistrées par la croûte basaltique dans le fond des océans, sont maintenant bien connues et datées). (D’après Carol Raymond).

16Les grands géologues que sont Tuzo Wilson et Jason Morgan avaient compris, dès les années 1960, que les « points chauds » d’Hawaï et de la Réunion correspondent à l’émergence en surface de panaches de matière chaude remontant du manteau, à plusieurs centaines de kilomètres de profondeur, et peut-être même de la limite entre manteau et noyau (fig. 9). Ces véritables chalumeaux percent les plaques lithosphériques qui glissent au-dessus, au gré de la dérive des continents, en y créant une suite continue de volcans. Ceux-ci en vieillissant s’éteignent, refroidissent et s’enfoncent sous le niveau de la mer, créant les atolls (dans les océans tropicaux), qui se transforment ensuite en guyots sous-marins. Et quand on remonte la trace de ces volcans dans le temps, on observe souvent un trap : ceux du Deccan pour le point chaud de la Réunion, ceux du Groenland pour le point chaud d’Islande, les traps du Parana et d’Etendeka – en Namibie – pour le point chaud aujourd’hui situé au milieu de l’Atlantique sud à Tristan da Cunha, et les traps d’Éthiopie pour le point chaud de l’Afar – nous y reviendrons.

Figure 9. Les expériences de laboratoire révèlent que trois types de panaches sont sans doute possibles dans le manteau : des super-panaches, dont la tête peut être la source de petits panaches secondaires (dans ce que les sismologues appellent la zone de transition), et des panaches plus fins qui, issus de la base du manteau, monteraient jusqu’à la surface pour y émettre les laves des grands traps (d’après Anne Davaille).

17Pour ce qui est d’Hawaï, le trap d’origine a dû être avalé par la zone de subduction des Kuriles-Kamtchatka (fig. 8). On pense aujourd’hui que les traps sont les produits de l’énorme « tête » des instabilités chaudes que sont les panaches au moment de leur naissance. La série des volcans qui mène au point chaud actuel serait la trace de la queue plus mince du panache et le point chaud actif lui-même marquerait l’emplacement du panache actuel. Des expériences menées en laboratoire avec des fluides visqueux reproduisent bien (à l’échelle) ces panaches un peu particuliers avec leur grosse tête et leur mince queue…

18Depuis les années 1960, on pensait avoir compris la dynamique du Globe avec la théorie de la tectonique des plaques. Celle-ci explique merveilleusement bien la répartition des volcans et des tremblements de terre, des rifts et des chaînes de montagne sur le globe. Mais elle ne rend pas compte de l’origine de certains volcans, situés parfois loin des frontières entre plaques. Ce sont justement les points chauds. Il semble qu’à certains moments, la Terre, qui ne cesse de se refroidir et de perdre sa chaleur grâce au mécanisme de la dérive des continents, sous la forme de l’énergie libérée par les séismes et par les éruptions, n’y arrive plus de manière assez efficace. Les grosses bulles qui formeront les points chauds sont pour elle un moyen de se débarrasser d’une importante quantité supplémentaire de chaleur. Ces hoquets thermiques se produisent de manière totalement erratique, environ tous les 30 millions d’années.

19Quand un point chaud arrive à la surface, la croûte située au-dessus se déforme et se bombe (de quelques milliers de mètres de hauteur sur un millier de kilomètres de distance horizontale), puis craque pour laisser le passage aux millions de kilomètres cubes de lave basaltique qui vont former un trap. Et souvent, une déchirure vient ouvrir un nouvel océan en travers de cette blessure. Un tel scénario s’est produit trois fois au cours de l’histoire de l’océan Atlantique : il y a 200 millions d’années, c’est l’Atlantique central qui s’est ouvert sur le site de l’éruption des énormes traps de la « Province Magmatique Atlantique Centrale » ; 70 millions d’années plus tard apparaît le point chaud Tristan da Cunha donnant naissance aux traps du Parana et d’Etendeka, et l’Atlantique Sud s’y ouvre peu après. Encore 70 millions d’années, et c’est le point chaud d’Islande qui naît sous la forme des traps du Groenland et du nord des îles britanniques, précédant l’ouverture de l’Atlantique Nord.

Le point chaud de l’Afar et les déchirures de l’Afrique

20Un scénario identique, du moins pour les stades précoces, s’est produit en donnant toute sa structure au nord-est de l’Afrique. Le point chaud de l’Afar est né il y a 30 millions d’années, en engendrant les énormes épanchements basaltiques des plateaux éthiopien et yéménite. En quelques centaines de milliers d’années, de violentes éruptions, explosives d’abord, épanchant des laves acides et susceptibles d’avoir altéré le climat, puis des éruptions massives de laves fluides, basaltiques, qui forment la partie supérieure des traps d’Éthiopie, du Yémen et de Somalie, ont complètement modifié le paysage du nord-est de l’Afrique. On a pu en retrouver les traces très loin, puisque dans des carottes forées au fond des océans Indien et Atlantique Sud, à des milliers de kilomètres de là, on a retrouvé des cendres dont la composition chimique porte la signature claire du volcanisme éthiopien. On a même pu proposer un modèle de circulation des vents à diverses altitudes sur cette Terre d’il y a 30 millions d’années, et reconstituer la provenance des cendres aujourd’hui enfouies au fond de ces océans.

21Quand on regarde les traces fossiles dans les roches de cet âge autour du monde, on ne trouve pas comme à la fin des ères primaire et secondaire une grande extinction en masse. C’est peut-être parce que le monde du milieu de l’ère tertiaire était déjà enfoncé dans une période de refroidissement, et que ceux qui avaient réchappé aux crises du Deccan (65 millions d’années) et du Groenland (60 millions d’années) étaient désormais assez résistants à ce genre d’aventure. On trouve d’ailleurs les traces de perturbations climatiques contemporaines des traps d’Éthiopie, avec une période de grand froid et de grande sécheresse qui s’étend sur l’Afrique. La très faible diversité biologique des petits mammifères suggère une période de stress intense. Enfin, c’est à peu près le moment où commencent à s’étendre pour la première fois les grandes calottes glaciaires de l’Antarctique, qui marquent l’entrée dans la période des glaciations dont nous ne sommes (géologiquement parlant) pas encore sortis. Nous voyons donc bien que l’éruption qui a créé les hauts plateaux de la Corne de l’Afrique a laissé dans le monde de l’époque quelques traces indélébiles.

Le massif de l’Oyma en Éthiopie, au nord de la République de Djibouti, est un volcan acide (à l’arrière-plan) injecté dans les laves basaltiques récentes (2 millions d’années environ) de la dépression Afar, que l’on voit ici au premier plan, exposées par une faille liée à la distension générale de la région.

Rifts qui avortent, rifts qui se propagent…

22Après l’éruption des traps d’Éthiopie, des fissures se sont rapidement ouvertes et le Rift africain et la mer Rouge ont commencé à se former. Mais il y a 20 millions d’années, une nouvelle déchirure, un « bras » ouvert par l’océan Indien, a formé le golfe d’Aden et réactivé une mer Rouge fléchissante. Les déchirures se sont propagées vers le trap, l’ont entamé et cassé en morceaux aujourd’hui visibles en Éthiopie, en Somalie et au Yémen. Ces déchirures ont ensuite ouvert de nouveaux océans, à la vitesse de quelques centimètres par an (fig. 10).

Figure 10. Le rift qui a commencé à se former il y a 20 millions d’années dans l’entrée du golfe d’Aden s’est propagé par sauts successifs d’est en ouest et a atteint l’Afar (en rouge). Il a déchiré le golfe de Tadjourah et « raté » le détroit de Bab el Mandeb. Il monte maintenant vers le nord-ouest. Le rift de la mer Rouge s’est lui propagé vers le sud et il a « sauté » à terre, vers l’ouest, dans le golfe de Zula. Les extrémités des deux rifts ne se sont pas encore rencontrées, mais cela ne saurait tarder (dans quelques millions d’années...). Pour l’instant, entre les deux rifts, un petit morceau de la croûte basaltique de l’Afar se déchire et se tord (il tourne en fait dans le sens inversedes aiguilles d’une montre). (D’après Isabelle Manighetti).

23Le Rift africain, contrairement à ce qu’on dit souvent, ne semble pas être un océan qui s’ouvre, mais plutôt une fissure qui est en train d’avorter. Le volcanisme y durera encore longtemps, mais il pourrait un jour se calmer, la zone se refroidir et le Rift se remplir de sédiments. On connaît de nombreux exemples analogues, que les géologues appellent du nom barbare d’aulacogène (ou rift avorté), par exemple de l’autre côté de l’Afrique, dans le prolongement de la Bénoué. Ce sont d’ailleurs souvent des sites où se concentrent les richesses minérales.

24La dépression de l’Afar attire les géologues depuis des décennies. Depuis les années 1960, des équipes éthiopiennes, djiboutiennes, françaises et italiennes ont exploré cette belle mais très inhospitalière étendue de basaltes et en ont dressé la carte géologique, puis y ont amassé un nombre considérable d’observations et de mesures géophysiques et géochimiques : étude de la pesanteur et structure physique de la croûte, répartition dans le temps et dans l’espace des tremblements de terre de cette zone toujours très active, chimie et âge des diverses laves, analyse fine des fractures tectoniques, détection par des méthodes électriques des eaux et des magmas souterrains, cartographie magnétique, analyse magnétique d’échantillons de lave qui ont conservé ainsi la mémoire d’une partie de leur complexe histoire…

25Nous comprenons aujourd’hui beaucoup mieux les multiples messages qui sont restés tracés à la surface de ce palimpseste qu’est la dépression. Ouverte à travers les grands empilements de basalte entre 30 et 20 millions d’années, la dépression est bordée par les grandes cassures qui forment aujourd’hui le rebord du plateau éthiopien et somalien, et celui d’un petit bloc continental, l’écharde Danakile. Le fond de la dépression ne cessera désormais d’être construit, affecté, détruit, reconstruit, par des successions d’ouvertures de fissures, d’épanchements de laves, de création et de propagation de failles tectoniques.

26Formée d’abord au sud de la dépression, une grande zone de rift va alors « migrer » de plus en plus vers le nord, tandis que des rifts se propagent, l’un en provenance du golfe d’Aden qui va donc d’est en ouest, l’autre en provenance du sud de la mer Rouge et qui se propage d’abord à travers le golfe de Zula, puis au centre-nord de la dépression (dans le voisinage de ce qui est aujourd’hui la chaîne de l’Erta-Ale) et continue en direction du sud-est. Les deux « propagateurs » se sont ratés, celui d’Aden passant vers l’ouest dans la région de Manda Inakir, et celui de la mer Rouge sautant plus au sud-est de la région de Manda Harraro. Ces deux rifts délimitent donc en Afar central, au sud et à l’ouest du rift d’Asal, une zone de croûte particulièrement intéressante, lacérée de failles et soumise à des rotations significatives que l’analyse paléomagnétique et tectonique a permis de détecter.

27C’est ce jeu en apparence complexe mais désormais assez bien déchiffré du duel entre les deux « propagateurs » qui rend compte assez bien de la distribution des éruptions volcaniques et des séismes dans la région. On peut même essayer de prévoir le futur. On a découvert récemment qu’à l’avant de chaque fissure qui va se propager, se forme d’abord un petit volcan explosif, fait de laves acides. En regardant où sont situés les volcans actuels de ce type, on peut prévoir où se formera la prochaine déchirure. C’est sans doute au nord du grand volcan du Moussa Ali, dans la région des volcans Bidu et Dubbi, que la déchirure viendra définitivement couper en deux le lambeau Danakil pour rejoindre la dorsale de la mer Rouge. Les deux grands systèmes d’ouverture de la mer Rouge et du golfe d’Aden se seront alors enfin rejoints pour former une unique frontière, le long de laquelle s’ouvrira un nouveau grand océan. La côte de l’Arabie sera un jour à des milliers de kilomètres de celle de l’Afrique, et la dépression de l’Afar sera alors noyée sous les eaux de cet océan.

Points chauds et climat

28On peut se poser la question : où et quand émergera le prochain point chaud à la surface du globe ? On n’en a pas la moindre idée. Contrairement à ce qu’on entend parfois, il n’y a aucune périodicité dans l’irruption des panaches à la surface. Leur séquence est tout à fait aléatoire. Mais pour simplifier les choses, comme il s’en est produit une dizaine depuis 300 millions d’années, on observe qu’il en émerge un en moyenne tous les 30 millions d’années. Comme le dernier « grand », celui d’Éthiopie qui marque la naissance du point chaud de l’Afar, date justement de 30 millions d’années, on pourrait s’inquiéter (en fait, un petit trap s’est épanché en Amérique du Nord, dans la région du fleuve Columbia, il y a 15 millions d’années ; c’est lui le plus jeune). On aura cependant le temps de « voir venir ». La tomographie sismique, c’est-à-dire le « scanner » du géophysicien, nous permet désormais de faire des images de plus en plus précises de la structure de l’intérieur de la Terre. On devrait donc détecter en profondeur l’arrivée de la tête d’un éventuel prochain panache des millions d’années à l’avance (c’est-à-dire plus que le temps depuis lequel existe notre propre espèce ; il peut se passer bien des choses d’ici là…).

29En fait, les bouleversements climatiques causés par l’éruption d’un trap sont sans doute très supérieurs à ceux que l’homme serait en train de faire subir à la planète. Les injections massives de gaz carbonique (mais aussi de gaz sulfureux et d’autres polluants) qu’entraîne l’activité industrielle, notamment la combustion des ressources fossiles et la suppression des forêts, sont d’une intensité et d’une rapidité presque sans précédent. Si ce n’est que pendant les rares périodes d’éruption des grands traps, il a pu se passer des événements infiniment plus impressionnants. Imaginons l’épanchement en 50 ans d’une coulée de 1 000 kilomètres cubes. Soit 100 fois l’éruption du Laki, ou si l’on préfère deux fois plus fort pendant 50 fois plus longtemps. Le Laki, rappelons-le, a coûté la vie à une fraction non négligeable de la population européenne. Que représenterait 10 % par an pendant 50 ans ? 600 000 morts par an, en tout 30 millions de morts, pour une population de 60 millions d’habitants !

30De tels calculs sont sans fondement sérieux, mais ils donnent une petite idée de ce qu’est une éruption de traps et permettent de mieux accepter que de telles (rares) éruptions sont bien des catastrophes écologiques exceptionnelles. En tout cas, leur étude est capitale. Les climatologues qui tentent d’analyser le devenir de la Terre au xxie siècle ont beaucoup à apprendre des observations longuement accumulées par les géologues et géophysiciens du monde entier. Comme on dit parfois en informatique (et en franglais), les éruptions des traps pourraient bien être le « benchmark » des modèles de prévision des changements climatiques.

31L’Afar, il y a 3 millions d’années : c’est dans ce paysage volcanique actif, dans un rift plus étroit qu’aujourd’hui (pour cause de dérive des plaques), que se promène Lucy. Les hominidés seraient apparus non loin de ce Grand Rift africain. Ils y auraient prospéré et circulé. C’est le long de la mer Rouge qu’ils auraient commencé leur grande migration vers le nord pour envahir l’Europe et l’Asie. On sait désormais que le climat est un des déterminants de l’évolution de notre espèce et de certains de ses grands moments (des déglaciations au « déluge » de la mer Noire). C’est la dernière déglaciation qui fait apparaître notre civilisation. C’est l’assèchement du Sahara qui concentre les populations jusqu’alors clairsemées et les concentre le long des grands fleuves où va naître la ville. La dernière décennie introduit dans ce passionnant débat un nouvel acteur à côté de l’archéologue, de l’historien, du démographe, du biologiste et du climatologue : le spécialiste des sciences de la Terre. Il semble bien que le volcanisme et la tectonique, les points chauds et la déchirure des continents aient été parmi les déterminants du succès de notre espèce.

Table des illustrations

Légende photo > Rift d’Ardokouba, lac Asal (République de Djibouti).
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/1730/img-1.jpg
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Légende Figure 1 – La Pangée vers 250 Ma.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/1730/img-2.jpg
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Légende Figure 2 a – Après l’ouverture de l’Atlantique Sud et de l’océan Indien (vers 130 Ma).
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Légende Figure 2 b – Peu après l’ouverture de l’Atlantique Sud (vers 115 Ma). (D’après Jean Besse).
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Légende Figure 3. Il y a trente millions d’années, les traps d’Éthiopie entrent en éruption. Sous l’effet de la traction de la plaque qui plonge dans la zone de subduction du Zagros en Iran, la plaque africaine casse le long des rifts est-africains et de la mer Rouge. Le golfe d’Aden n’a pas commencé à se former. Il faudra attendre encore une dizaine de millions d’années.
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Légende Figure 4. La forme des côtes fait bien apparaître la congruence entre l’Arabie et l’Afrique. Seul obstacle apparent à l’emboîtement de ces deux plaques : la dépression de l’Afar...
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Légende Figure 5. Ce modèle numérique de terrain fait bien apparaître la forme triangulaire de la dépression Afar. On voit qu’on peut nicher les hauts plateaux du Yémen contre ceux d’Éthiopie et de Somalie : ce sont les restes du grand trap volcanique mis en place il y a 30 millions d’années, avant la formation de la dépression.
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Légende Figure 6. Les traps à la surface de la Terre.
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Légende Figure 7. Une chaîne de volcans sous-marins relie les traps du Deccan au volcan actif de la Réunion.
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Légende Figure 8. La carte du relief du fond du Pacifique montre bien la double chaîne en chevron de volcans sous-marins qui, partant d’Hawaï, passent par l’atoll de Midway, remontent vers le nord et s’enfoncent dans les fosses qui bordent la mer de Bering. L’âge de chaque volcan (en millions d’années) et son nom sont indiqués dans les cadres jaunes. En blanc, la position calculée du point chaud qui montre notre bonne connaissance des mouvements des plaques dans la région (âges en millions d’années, pour une anomalie magnétique océanique particulière dont le nom est indiqué : a33 = anomalie magnétique océanique numéro 33. Ces anomalies, enregistrées par la croûte basaltique dans le fond des océans, sont maintenant bien connues et datées). (D’après Carol Raymond).
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Légende Figure 9. Les expériences de laboratoire révèlent que trois types de panaches sont sans doute possibles dans le manteau : des super-panaches, dont la tête peut être la source de petits panaches secondaires (dans ce que les sismologues appellent la zone de transition), et des panaches plus fins qui, issus de la base du manteau, monteraient jusqu’à la surface pour y émettre les laves des grands traps (d’après Anne Davaille).
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Légende Le massif de l’Oyma en Éthiopie, au nord de la République de Djibouti, est un volcan acide (à l’arrière-plan) injecté dans les laves basaltiques récentes (2 millions d’années environ) de la dépression Afar, que l’on voit ici au premier plan, exposées par une faille liée à la distension générale de la région.
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Légende Figure 10. Le rift qui a commencé à se former il y a 20 millions d’années dans l’entrée du golfe d’Aden s’est propagé par sauts successifs d’est en ouest et a atteint l’Afar (en rouge). Il a déchiré le golfe de Tadjourah et « raté » le détroit de Bab el Mandeb. Il monte maintenant vers le nord-ouest. Le rift de la mer Rouge s’est lui propagé vers le sud et il a « sauté » à terre, vers l’ouest, dans le golfe de Zula. Les extrémités des deux rifts ne se sont pas encore rencontrées, mais cela ne saurait tarder (dans quelques millions d’années...). Pour l’instant, entre les deux rifts, un petit morceau de la croûte basaltique de l’Afar se déchire et se tord (il tourne en fait dans le sens inversedes aiguilles d’une montre). (D’après Isabelle Manighetti).
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Auteur

Géophysicien, université Denis-Diderot Paris-VII, Institut de physique du globe de Paris

© IRD Éditions, 2009

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