Nouvelle cartographie du Rift Est-Africain

Pour mieux comprendre l’architecture du Rift Est-Africain, qui symbolise la séparation de la Corne de l’Afrique du reste du continent, des chercheurs ont construit une nouvelle carte de vitesses sismiques de l’ensemble de la région. Cette carte met notamment en lumière les grandes anomalies thermiques présentes dans le manteau, à l’origine du volcanisme très actif du rift.

La fragmentation d’un continent

Le Rift Est-Africain, grand fossé en extension qui court de l’Érythrée jusqu’au Mozambique est un lieu privilégié pour étudier les mécanismes à l’œuvre durant l’ouverture d’un continent. En effet, ce rift marque la séparation de la Corne de l’Afrique du reste du continent. Il se connecte au nord à la Mer Rouge et au Golfe d’Aden, au niveau de la dépression de l’Afar, une région particulièrement volcanique. Plus au sud, le rift se divise en deux branches, qui contournent par l’est et l’ouest le craton de Tanzanie, une zone de croûte continentale vieille, épaisse et particulièrement difficile à rompre.

Cette dynamique d’ouverture est potentiellement liée à la présence d’une, voire de plusieurs anomalies thermiques dans le manteau. Pour mieux comprendre cette dynamique et notamment la distribution du magmatisme le long du Rift Est-Africain, une équipe de chercheurs s’est attelée à cartographier plus précisément cette grande structure et en particulier à identifier l’architecture du manteau sous-jacent.

Les scientifiques ont ainsi analysé 30 ans d’enregistrements sismiques réalisés sur 1296 stations réparties sur le continent africain, le but étant de construire une carte des vitesses sismiques dans toute la région du rift. L’analyse des vitesses des ondes sismiques permet en effet d’émettre de nombreuses hypothèses sur l’épaisseur de la croûte mais également sur la présence d’anomalies thermiques.

L’un des nombreux cratères de volcan qui parsèment le Rift Est-Africain, ici dans le rift Ethiopien © Giacomo Corti, imaggeo.egu.eu

La terminaison du rift identifiée dans le Canal du Mozambique

Les résultats, publiés dans la revue Journal of Geophysical Research : Solid Earth, permettent d’identifier clairement deux grandes régions de très faibles vitesses dans le manteau, plutôt dans la partie nord du rift : au niveau de l’Éthiopie et dans l’ouest de la dépression de l’Afar. Ces deux régions correspondent à des zones volcaniques actives où les volcans les plus récents ont été observés. Plus au sud, plusieurs petites zones à faibles vitesses ont été recensées, à chaque fois sous les principaux volcans et provinces volcaniques récentes. Ces nouvelles données illustrent la discontinuité de l’activité magmatique le long du Rift Est-Africain. La cartographie des vitesses sismiques permet également de reconnaître l’emplacement et la structure détaillée des différents cratons composant la croûte africaine (cratons de Tanzanie, du Congo, du Zimbabwe et de Kaapval), qui jouent un rôle majeur dans l’architecture et le tracé du rift.

Cette étude a également permis de mettre pour la première fois en lumière une importante anomalie de vitesse sous la partie centrale du Canal du Mozambique, qui sépare Madagascar du continent africain. Ces données suggèrent la présence de matériel chaud dans le manteau supérieur. Cette anomalie thermique pourrait marquer la terminaison sud du Rift Est-Africain. Il est intéressant de noter que cette région se situe à l’extrémité d’une très importante anomalie de vitesse située cette fois dans le manteau inférieur, et que les scientifiques supposent être à l’origine des panaches mantelliques chauds. Cette étude pourrait donc avoir révélé un important système magmatique sous le canal du Mozambique.

Résumé rédigé par Morgane Gillard.

Pour en savoir plus : Korostelev, F., Lu, Y., Magrini, F., Boschi, L., Leroy, S., & Vétel, W. (2022). Images of the East African Rift System by global adaptive-resolution surface-wave tomography. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2021JB023570. https://doi.org/10.1029/2021JB023570