Accrétion magmatique et mise en place d'un système d'expansion en Afar – MAGMAFAR

Dans le modèle géodynamique de la Terre, un des événements les plus frappants est la transition du rifting continental à l’expansion océanique, car la plupart des paramètres impliqués changent fondamentalement (rift to drift, source mantellique des magmas, nature de la lithosphère, architecture de la plomberie magmatique, système hydrothermal). Malgré leur importance, les processus qui régissent le début de l’expansion océanique et la production associée de croûte magmatique juvénile restent des questions ouvertes de premier ordre pour la géo-communauté internationale. Il existe peu de contraintes quantitatives sur : la façon dont l’accrétion magmatique s’initie pour former un système stable de ride océanique ? comment et quand les processus magmato / tectoniques typiques de l’expansion océanique sont progressivement mis en place au cours de la phase de Transition Océan Continent (TOC) ? pourquoi, à un certain moment, l'amincissement continental passe à l'accrétion magmatique et amorce la rupture ? Ces questions fondamentales peuvent être abordées soit par la modélisation (numérique ou analogique), soit par la documentation quantitative des processus sur les TOC fossiles et / ou sur des segments de rift actifs matures, qui peuvent être considérés comme des rides naissantes. La région Afar à l'extrémité nord du système de rift est-africain est le seul endroit sur Terre où un rift continental magmatique et les processus de break-up associés sont exposés à terre. Ce système dissèque une grande province magmatique et est connecté latéralement aux rides océaniques de la Mer Rouge et du Golfe d'Aden. Il présente l'avantage clé d'exposer des segments magmatiques caractérisés par des morphologies contrastées, des styles magmato-tectoniques et une maturité qui ont été proposé comme des équivalents de proto-rides océaniques.
L'hypothèse de travail de ce projet est donc que l'Afar est actuellement au stade final de la rupture continentale avec un début progressif d’accrétion magmatique. Les trois principaux segments magmatiques actifs, contrastés et complémentaires de l'Afar (Erta Ale, Dabbahu-Manda Hararo, Assal) offrent la possibilité d'étudier les processus mantelliques et crustaux qui contrôlent la focalisation progressive de l'activité tectonique et magmatique jusqu'à la rupture complète de la lithosphère continentale. Le projet MAGMAFAR a donc été conçu pour aborder cette question scientifique fondamentale et de premier ordre qui concerne la fragmentation d’un continent en contexte magmatique, et la transition rift - drift. Notre approche sera focalisée sur : (i) comment les processus magmatiques et tectoniques contrôlent les styles et les morphologies des segments magmatiques ? quels sont les paramètres qui contrôlent les caractéristiques des processus de proto-accrétion ? (ii) pourquoi et comment une production de magma stable et un transfert organisé vers la croûte s’installent et mènent à la rupture ?
En Afar, il reste à comprendre précisément : comment les magmas sont générés ? comment est-ce qu’ils sont transférés dans la croûte ? comment sont-ils contrôlés par d'autres paramètres de forçage (en particulier le comportement mécanique de la lithosphère) ? Notre stratégie combinera la quantification à haute résolution des processus tectoniques et magmatiques dans les systèmes naturels (i) actifs et (ii) plio-quaternaires, qui serviront à leur tour à calibrer (iii) une modélisation thermo-mécanique. Une telle approche intégrée et multidisciplinaire, basée sur la combinaison de nombreuses compétences complémentaires (pétrologie / géochimie / géochronologie / télédétection / géologie structurale / modélisation thermomécanique), se concentrera sur la description complète de ces segments actifs uniques. Le projet MAGMAFAR produira un nombre important de livrables qui couvriront progressivement la description et la compréhension de la TOC magmatique, des processus individuels aux modèles généraux, à diverses échelles de temps.