Comment s'est formé le golfe d'Aden, océan qui relie la mer Rouge et l'océan Indien ? À quoi ressemble la transition entre la croûte continentale et la croûte océanique dans cette zone ? Pour essayer d'y voir plus clair, une équipe de chercheurs français et omanais a parcouru le golfe d'Aden au large des côtes d'Oman à bord du navire de l'Ifremer Le Suroît. Coordonnée par des chercheurs de l'Institut de physique du Globe de Paris (IPGP)¹ et du Laboratoire de tectonique², cette mission, baptisée Encens-Flux, s'achève après trente-cinq jours de travail en mer. Elle constitue le troisième volet du projet Encens, un des programmes phares du groupement de recherche (GDR) Marges, qui s'intéresse à la bordure des continents.

Pour mieux comprendre les objectifs du projet, il nous faut revenir 35 millions d'années en arrière. L'Arabie et l'Afrique, qui ne formaient jusqu'alors qu'un seul continent, commencent à se séparer. C'est une époque d'intense volcanisme qui voit apparaître deux rifts³, dans des régions qui deviendront le golfe d'Aden et la mer Rouge. La croûte continentale s'amenuise jusqu'à sa complète déchirure et la formation de deux plaques indépendantes il y a 20 millions d'années. Depuis, la péninsule arabique s'écarte de l'Afrique à la vitesse de deux centimètres par an, en se déplaçant vers le nord-nord-est. Dans l'espace ainsi libéré, une nouvelle écorce, la croûte océanique, se forme en continu par remontée de magma le long de la dorsale.

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En jaune, plan de position de la mission Encens-Flux, troisième campagne du projet Encens, qui a exploré les marges continentales dans le golfe d'Aden et s'intéresse à l'expansion de ce tout jeune océan.

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Si cette histoire est connue dans ses grandes lignes, le déroulement exact du processus n'est pas bien compris. Pour affiner leurs modèles, les chercheurs doivent s'intéresser de très près aux marges continentales, c'est-à-dire à la transition entre la croûte continentale et la croûte océanique. « Le golfe d'Aden est une zone particulièrement intéressante : les marges sont jeunes et proches l'une de l'autre, ce qui permet une bonne corrélation des structures. De plus, la faible sédimentation nous permet d'atteindre plus facilement des structures profondes grâce aux méthodes sismiques. Nous avons ainsi obtenu une image de la base de la croûte sous la marge et des nombreuses failles responsables de l'amincissement de la croûte continentale », explique Sylvie Leroy, chercheuse CNRS au Laboratoire de tectonique et chef des trois missions Encens.

La mission Encens-Flux a consisté à effectuer tous les deux kilomètres une mesure du flux de chaleur, c'est-à-dire de l'énergie libérée par la Terre, à l'aide d'une sonde thermique tractée à l'arrière du bateau. « L'ouverture du golfe d'Aden a engendré une perturbation thermique qui ne s'est pas encore complètement dissipée. Les mesures de flux de chaleur permettront d'en estimer l'importance », précise Francis Lucazeau, chercheur CNRS à l'IPGP, également chef de mission Encens-Flux. Ces données permettront aux chercheurs de mieux comprendre comment évoluent les températures dans la lithosphère continentale⁴ lorsque celle-ci se déforme puis se fracture. Associées à d'autres données géophysiques, elles renseignent aussi les scientifiques sur la structure de la croûte, son âge et sa composition.

Autre question que les chercheurs se posent : si les flux de chaleur sont importants sur les marges continentales jeunes, est-ce seulement parce que la croûte y est relativement mince ou est-ce dû aussi à l'action du manteau plus profond ? Les mesures thermiques permettront de mieux contraindre aussi bien les modèles de formation des marges continentales que ceux de la croûte océanique.

La première mission d'Encens avait permis en 2000 de faire des relevés bathymétriques (de profondeur), gravimétriques (de la gravité) et magnétiques afin de cartographier et de caractériser précisément le fond de la partie orientale du golfe d'Aden, et de dater l'ouverture océanique. Début 2006, lors du deuxième volet d'Encens effectué à bord de l'Atalante, les chercheurs ont déployé trente-cinq sismomètres de fond de mer et dix-huit à terre. Grâce à eux, ils ont obtenu quinze profils sismiques qui renseignent sur la structure et la nature de la croûte jusqu'à plusieurs kilomètres au-dessous du fond de la mer. Campagne après campagne, mesure après mesure, les scientifiques reconstruisent ainsi les processus qui ont façonné la surface de notre planète et fait naître mers et océans.

Sebastián Escalón