Un bassin d'arrière-arc est une formation géologique qui se produit au fond des océans. Cette formation marine est le plus souvent identifiée le long des zones de subduction, où une plaque tectonique se déplace sous une autre, et des arcs insulaires, une sorte d'archipel constitué principalement de volcans. Un bassin d'arrière-arc s'étend généralement sur une longue distance, mesurant plus de 600 miles de long. En outre, cette caractéristique géologique est caractérisée comme étant très étroite, un détail supposé être dû au manque de convection du manteau près de la crête. Les bassins en arc de fond émettent des roches basaltiques uniques aux autres basaltes des dorsales médio-océaniques, car ils contiennent de grandes quantités d'eau magmatique. En fait, ces formations sont bien connues pour leur activité hydrothermale. Lorsque des évents profonds émergent à travers ces bassins, on peut souvent trouver un grand nombre d’espèces biodiverses et de communautés marines.
Comment se forme un bassin d'arrière-arc?
La plupart des chercheurs pensent que les bassins en arc de cercle sont formés par un mouvement géologique connu sous le nom de retour en tranchée. Pendant ce processus, la zone de subduction se déplace dans la direction opposée à la plaque tectonique qui se déplace généralement sous un autre. Ce mouvement en arrière provoque l'étirement de la plaque tectonique située au sommet de la zone de subduction, créant ainsi une formation de tranchées.
À mesure que cette tranchée se forme, la croûte s'étire et devient mince. Ce mouvement d'étirement est appelé sous extension. Cette caractéristique d’extension est l’une des principales caractéristiques des bassins à arc de derrière. La croûte maintenant amincie permet au magma de s'échapper à la surface du fond océanique. Le magma exposé crée une pression le long de la plaque tectonique située au sommet de la zone de subduction. Au fur et à mesure que cette pression augmente, les volcans au-dessus peuvent éclater. Toute cette activité se traduit par la dispersion des fonds marins, ce qui affecte la forme et l’apparence des formations terrestres situées au-dessus.
En d'autres termes, une ligne de volcans qui sont exposés et qui dépassent la surface de l'océan change lentement à mesure que le bassin d'arrière-plan se forme. Au fur et à mesure que le mouvement arrière rétrécit la croûte et fait se séparer le plancher océanique, les volcans commencent à se séparer. Finalement, le volcan est complètement divisé en deux, formant deux volcans séparés.
Où les bassins d'arc arrière peuvent-ils être trouvés?
La plupart des bassins d'arrière-arc qui ont été identifiés sont situés dans la région ouest de l'océan Pacifique le long des limites des plaques convergentes. D'autres bassins d'arrière-arc ont été trouvés dans les zones suivantes: Manus, mer du Japon, Scotia du Sud, îles Mariannes, mer d'Okhotsk, mer Tyrrhénienne, Fidji du Nord et Tonga-Kermadec. En outre, la mer Noire abrite deux bassins d’arrière-arc. Les chercheurs ont également identifié un certain nombre de bassins d'arrière-arc éteints ou ne se formant plus. Parmi ces bassins fossilisés figurent le bassin de Kourile, la mer de l'Est et le bassin de Parece Vela Shikoku.
Différence entre les bassins d'arrière-arc et les arêtes médio-océaniques
Comme mentionné précédemment, les bassins d'arrière-arc peuvent émettre des roches de basalte riches en eau, tandis que d'autres crêtes médio-océaniques émettent des roches de basalte plus sèches. En plus de cette différence, les bassins d'arrière-arc sont uniques en ce sens que le taux d'épandage se produit à un rythme différent dans toute la zone du bassin. Cette répartition inégale est appelée asymétrie. D'autres dorsales médio-océaniques connaissent toutefois un étalement symétrique. Aucun consensus scientifique n'a été atteint pour expliquer ce phénomène. Plusieurs théories proposent un certain nombre d'explications possibles, telles que les effets du coin du manteau, les gradients d'hydratation et le passage du comportement de fractionnement au comportement de propagation.
Le bassin d'arrière-cour de la mariana
Le Mariana Trough est l'un des bassins d'arrière-plan les plus connus au monde. Cette formation géologique est située dans la région occidentale de l'océan Pacifique, où elle est entourée par la crête de Mariana Ouest inactive et l'arc volcanique Mariana encore actif à l'est. À son extrémité nord, la dorsale Mariana West et l'arc Mariana se rejoignent. À son extrémité sud se trouve le Challenger Deep, qui est le point le plus profond du plancher océanique connu des chercheurs. Il s'étend entre les pieds 35,755 et 35,814. La totalité de Mariana Trough s'étend sur une distance d'environ 807.78 miles, soit à peu près la même distance que Londres en Angleterre à Rome en Italie. Son point le plus large se situe autour du milieu de ce bassin et mesure un peu plus de miles 149.
On peut observer la dissémination asymétrique des fonds marins dans la fosse des Mariannes en comparant son bord ouest à sa zone centrale. Par exemple, dans la région centrale de cette formation, la vitesse d'étalement est estimée entre 2 et 3 fois supérieure à celle trouvée dans le bord ouest. Le développement variable de ce bassin d'arrière-arc a conduit à sa classification de zones distinctes 3: la plate-forme sud, le sommet du rift au nord et le bassin d'épandage central.
La plate-forme méridionale de la fosse Mariana n'est pas aussi profonde que les autres régions 2. En fait, son point le plus profond est seulement autour de 1.86 miles de profondeur. Certaines fosses beaucoup plus profondes et plus étroites séparent cette région de la zone des volcans actifs. Le sommet du nord est l’un des meilleurs exemples des premiers stades de développement, en raison de sa proximité avec les volcans actifs. Enfin, le bassin central d’épandage représente ce développement géologique à son apogée de maturité.
Bassin Lau
Le bassin de Lau, situé le long de la limite de la plaque entre l’Australie et le Pacifique, est un exemple de bassin d’arrière-arc relativement jeune. Les géologues estiment que son âge est inférieur à 5 million d'années et que la plaque du Pacifique s'est déplacée sous la plaque australienne à l'époque du Pliocène. Le bassin de Lau est bordé à l'ouest par la crête de Tonga-Kermadec et à l'est par la crête de Lau-Colville. Ce bassin d'arrière-arc est unique en ce qu'il prend une forme de V, plutôt que la forme linéaire de beaucoup d'autres. En raison de cette forme, ses deux ouvertures sont orientées dans la même direction, vers le sud. Ces ouvertures sont appelées le centre d’épandage East Lau et le centre d’épandage Central Lau. Comme on le voit dans la plupart des bassins d'arc, le taux d'épandage dans toute cette formation est asymétrique. Le centre d'épandage d'East Lau, par exemple, se déplace à un taux d'environ 100 par millimètre par an, alors que le taux moyen pour ce bassin est d'environ 150 par millimètre par an. Compte tenu de ce taux, le bassin de Lau est considéré comme un bassin d'arrière-arc à propagation rapide.
