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Édification de l’île
L’histoire de Rurutu pourrait être imaginée de la façon suivante.
L’île a commencé à s’édifier il y a environ 13 Ma durant une phase
importante de l’activité volcanique du point chaud situé actuellement sous le volcan
MacDonald. Les émissions de laves furent d’abord en domaine sous-marin puis il y
a environ 12 Ma, après émersion de l’édifice, en domaine aérien. Une sédimentation
carbonatée de faible profondeur pourrait s’être développée à la périphérie de l’édifice.
Le volcan Rurutu, solidaire de la plaque Pacifique est entraîné vers le Nord-ouest
à la vitesse d’environ 11 cm/an en subissant les effets de l’érosion et de la subsidence
et cela durant 10 Ma. Le passage de l’édifice volcanique sur un deuxième point chaud
(il y a 1,5 Ma) pourrait être la cause du soulèvement général ayant provoqué l’émersion
des laves sous-marines et des plateaux carbonatés périphériques puis la mise en place
du volcanisme récent et du volcan de Naairoa. Le soulèvement est antérieur à la reprise
du volcanisme récent, puisque les coulées récentes recouvrent en plusieurs endroits
les plateaux carbonatés. Par l’existence de ces récifs périphériques soulevés permettant
une observation des flancs généralement submergés mais aussi par la présence de 2
phases d’émissions magmatiques séparées por 10Ma permettant de compléter le modèle
simple d’un point chaud unique générateur des alignements d’île en domaine intra
océanique.
Rurutu est parmi les îles de la Polynésie française, une île atypique qui mérite toute notre attention.
G. GUILLE et G. DIOGO
Géologie à Rurutu
Les plateaux carbonatés
Ces plateaux périphériques émergés entourent de manière discontinue le cœur volcanique
de l’île. Ils culminent à environ 100 m, atteignent jusqu’à 800 m de large et se
terminent brusquement, côté océan, par de hautes falaises verticales qui surplombent
le platier frangeant actuel. Ces falaises se retrouvent parfois côté montagne et
ont pour origine l’action des eaux de ruissellement provenant de l’édifice volcanique
et provoquant la dissolution des calcaires donnant naissance à un réseau de grottes
pouvant déboucher sur le côté externe. En plusieurs endroits, les falaises sont creusées
par des systèmes de grottes qui correspondent à des anciens niveaux de l’océan qui
se seraient maintenus pendant des durées au moins égales à 5 ou 6 millénaires. Deux
alignements d’encoches peuvent être observés, l’un vers + 8/+10 m (âge moyen de 122
mille ans) et qui semble correspondre à la dernière période interglaciaire, l’autre,
daté de l’Holocène, situé légèrement au-dessus du platier actuel.
Après une longue période d’inactivité de près de 10 Ma, l’activité volcanique reprend par des émissions de coulées basaltiques datées entre 1,3 et 1 Ma et par des projections (volcan de Naairoa). Ces deux types de produits recouvrent par endroits les plateaux carbonatés.
De la tectonique des plaques
- On trouve en plein milieu de l’océan Pacifique, à plusieurs milliers de km des
plus proches continents, des dizaines d’îles qui sont autant de volcans, éteints
pour la majorité ou en activité comme Hawaii. Mais elles ne représentent que la partie
apparente de vastes chaînes sous-marines qui comportent plusieurs milliers d’édifices.
- Pour comprendre comment se forment ces volcans, il faut revenir sur quelques notions
de base concernant notre planète. La couche externe de la Terre est rigide, c’est
la lithosphère. Elle repose sur une couche appelée asthénosphère qui, plus plastique,
est animée d’un lent mouvement de circulation de matière appelée convection. Dans
son mouvement, l’asthénosphère entraîne la lithosphère qui se fracture en plusieurs
plaques. La plus grande est la plaque Pacifique. Elle est entièrement océanique et
se crée au niveau des dorsales médio océaniques. Elle disparaît sous les plaques
continentales qui la bordent au niveau des zones de subduction.
- La dorsale océanique peut être vue comme une chaîne continue de volcans où est
fabriquée la croûte océanique essentiellement faite de basalte tout au moins dans
sa partie la plus superficielle. Mais ce n’est pas le seul lieu où s’exprime le volcanisme
et les volcans de type basaltique qui nous intéressent, au cœur de la plaque Pacifique,
sont le fruit d’un volcanisme de point chaud.
Le volcanisme de point chaud
Ce concept a été introduit en 1963 par un géophysicien canadien, le Dr J. Tuzo Wilson pour expliquer l'âge de plus en plus grand des volcans d'Hawaii le long de la chaîne quasi linéaire qu'ils forment. Selon lui, il existe une source de magma en profondeur dans l’asthénosphère qui est fixe par rapport à la plaque Pacifique et génère du magma qui se fraie un chemin au travers de la lithosphère jusqu’à la surface pour y créer des volcans qui s’alignent suivant la direction absolue de déplacement de la plaque. Ainsi on peut retrouver dans la géométrie des chaînes volcaniques et notamment de celle d'Hawaii, l'histoire des changements de direction du mouvement de la plaque Pacifique au cours du temps. Le coude formé il y a 43 Ma par les Chaînes Empereur et Hawaii en est l'exemple le plus frappant.
- Il existe plusieurs points chauds à la surface du globe. Leur origine, leur profondeur
font encore l'objet de très nombreux débats. Ceux dont l'origine serait la plus profonde
auraient une durée de vie très longue, d’au moins quelques dizaines de millions d’années,
et seraient à peu près immobiles dans un repère lié à la Terre et seraient la conséquence
des panaches remontant dans le manteau.
Le super bombement du Pacifique
- Ce phénomène est particulièrement important dans la partie centrale du Pacifique
au sud de l’équateur, région qui correspond à peu près à la Polynésie française.
Elle se caractérise par un gonflement de grande ampleur du plancher océanique (600
m d'amplitude à son maximum pour 2000 km d'extension) appelé le Super bombement du
Pacifique Sud. –
- On y trouve de très nombreux alignements volcaniques, avec des centaines de monts
sous-marins et plus d’une centaine d’îles constituant les archipels des Marquises,
des Tuamotu, de Pitcairn-Gambier, de la Société et des Australes-Cook. Trois volcans
sont actifs et bien localisés, celui de Pitcairn, à la limite Est de la zone, celui
de la Société, dans l'Est de Tahiti, et celui des Australes au niveau du mont sous-marin
Macdonald. Trois points chauds sans manifestation actuelle d'activité sont également
supposés dans cette zone : celui des Marquises, celui de Rurutu et celui de Rarotonga.
- L'archipel des Iles Australes sur lequel nous nous attarderons davantage, est long
de plus de 1500 km et se prolonge au nord par l'alignement des îles Cook. 7 îles
principales le composent : Rimatara, située au nord de l'Archipel, a un âge estimé
à plus de 19.5 Ma tandis qu'à l'extrémité sud, le MacDonald qui a connu sa dernière
crise éruptive en 1988, correspond à la position actuelle d’un point chaud. L'âge
de la croûte océanique varie de 40 Ma à 70 Ma du sud au nord.
- La progression régulière avec l'âge le long de la trajectoire du point chaud se
trouve battue en brèche puisque qu'à Rurutu, on trouve du volcanisme daté à 12 Ma
voisin d’un volcanisme daté à 1,2 Ma.
Du Macdonald au mont Arago
Deux points chauds distincts ont donc été évoqués pour expliquer de telles observations. L’île de Rurutu est typique de la complexité des événements qui se sont succédés dans cette région.
- Il y a plus de 55 Ma, un premier point chaud a généré le mont Lotus, dont seuls
des bancs de corail sous la surface de l’eau témoignent encore de la présence.
- Puis il y a 12 Ma, le volcan qui allait donner l’île de Rurutu perce le fond de
l’océan.
- Enfin il y a 1.5 Ma, un nouveau point chaud génère du magma sous Rurutu qui gonfle,
comme en témoignent les falaises remontées de plus de 100 m. Ce magma arrive en surface
et donne les derniers produits volcaniques connus sur l’île.
Une campagne océanographique a eu lieu en 1999 (programme ZEPOLYF) et a permis entre
autres de reconnaître et cartographier le mont sous-marin susceptible d’être à l’origine
du volcanisme récent de Rurutu : le mont Arago. Ce mont avait été baptisé Tinomana
par un pêcheur de Rurutu qui a coutume de venir pêcher sur les hauts-fonds coralliens
qui le recouvrent, situés à 23 m seulement de la surface, et qui matérialisent le
sommet de ce volcan, s'élevant à plus de 4500 m au dessus du plancher océanique.
Des monts sous-marins par centaines
Le Pacifique Sud connaît depuis 40 Ma une activité volcanique ininterrompue comme
en témoignent les centaines de monts sous marins recensés sur son plancher, qui présente,
de plus, un vaste bombement causé par la poussée d'un super panache ancré profondément
dans le manteau terrestre. Sur ce super bombement, il existe plusieurs chaînes de
mont sous-marins et îles générées chacune par un point chaud différent et qui ont
une durée de vie moyenne de 10 Ma. Plusieurs points chauds peuvent être actifs au
même moment et un même chemin peut être emprunté par le magma à des temps très différents
donnant au même endroit des épisodes de volcanisme séparés par plusieurs millions
d'années Ces points chauds sont liés à des panaches peu profonds trouvant probablement
leur origine à la surface de ce super panache.
