Limalok - Limalok

Limalok
Bathymétrie de Limalok et ses environs ; Limalok est en bas au centre gauche
Profondeur du sommet	1 255 mètres (4 117 pieds)
Zone du sommet	636 kilomètres carrés (246 milles carrés)
Emplacement
Grouper	Chaîne Ratak
Coordonnées	5°36′N 172°18′E / 5.6°N 172.3°E / 5,6 ; 172,3 Coordonnées : 5.6°N 172.3°E5°36′N 172°18′E /  / 5,6 ; 172,3
Pays	Iles Marshall
Géologie
Taper	Guyot
L'âge du rock	Crétacé

Limalok

Localisation aux Îles Marshall

Limalok (anciennement connu sous le nom de Harrie ou Harriet ) est un guyot / tablemount du Crétacé - Paléocène dans le sud-est des îles Marshall , l'un des nombreux monts sous - marins (un type de montagne volcanique sous-marine) dans l' océan Pacifique . Il a probablement été formé par un point chaud volcanique dans l'actuelle Polynésie française . Limalok se trouve au sud-est de l' atoll de Mili et de l' atoll de Knox , qui s'élèvent au-dessus du niveau de la mer, et est relié à chacun d'eux par une crête volcanique. Il est situé à une profondeur de 1 255 mètres (4 117 pieds) et possède une plate-forme sommitale d'une superficie de 636 kilomètres carrés (246 milles carrés).

Limalok est formé de roches basaltiques et était probablement un volcan bouclier au début ; les hotspots Macdonald , Rarotonga , Rurutu et Society peuvent avoir été impliqués dans sa formation. Après la fin de l'activité volcanique, le volcan s'est érodé et donc aplati, et une plate-forme carbonatée s'est formée dessus au cours du Paléocène et de l' Éocène . Ces carbonates étaient principalement produits par des algues rouges , formant un atoll ou une structure semblable à un atoll avec des récifs .

La plate-forme a coulé sous le niveau de la mer il y a 48  ±  2 millions d'années pendant l'Éocène, peut-être parce qu'elle s'est déplacée à travers la zone équatoriale , qui était trop chaude ou riche en nutriments pour soutenir la croissance d'un récif de corail. L'affaissement thermique a abaissé le mont sous-marin noyé à sa profondeur actuelle. Après un hiatus durant le Miocène , la sédimentation a commencé sur le mont sous-marin conduisant au dépôt de croûtes de manganèse et de sédiments pélagiques ; phosphate accumulé dans certains sédiments au fil du temps.

Nom et historique de la recherche

Limalok était autrefois connu sous le nom de Harrie Guyot et est également connu sous le nom de Harriet Guyot; Limalok fait référence à une chefferie traditionnelle de l'atoll de Mile . Limalok est l'un des monts sous - marins ciblés lors de l' Ocean Drilling Program , un programme de recherche visant à élucider l'histoire géologique de la mer en obtenant des carottes de forage dans les océans. La proportion de matériaux récupérés lors du forage était faible, rendant difficile la reconstitution de l'histoire géologique de Limalok.

Géographie et géologie

Paramètre local

Limalok se trouve à l'extrémité sud de la chaîne Ratak, dans le sud-est des îles Marshall, dans l'ouest de l' océan Pacifique . L'atoll de Mili est situé à 53,7 kilomètres (33,4 mi) de Limalok, avec l' atoll de Knox entre les deux.

Le mont sous-marin relativement petit s'élève d'une profondeur de 4 500 mètres (14 800 pieds) à une profondeur minimale de 1 255 mètres (4 117 pieds) sous le niveau de la mer. Le sommet de Limalok mesure 47,5 kilomètres (29,5 milles) de long et s'élargit vers le sud-est de moins de 5 kilomètres (3,1 milles) à plus de 24 kilomètres (15 milles), formant une plate-forme sommitale de 636 kilomètres carrés (246 milles carrés). La plate-forme carbonatée de Limalok affleure aux bords du plateau sommital. De larges terrasses et de nombreux défauts blocs entourent le plateau du sommet; certains de ces derniers peuvent s'être formés après la fin de la croissance de la plate-forme carbonatée.

L'atoll de Mili et Limalok émergent d'un piédestal commun et sont reliés par une crête à 1,5 kilomètre (0,93 mi) de profondeur. Le fond marin a entre 152 et 158 ​​millions d'années, mais il est possible que Limalok s'élève des basaltes du Crétacé plutôt que du fond marin lui-même. Les sédiments volcaniques du bassin oriental des Mariannes pourraient provenir de ce mont sous-marin.

Cadre régional

Illustration du fonctionnement des volcans hotspot

Le fond marin de l'océan Pacifique, en particulier les parties d' âge mésozoïque , contient la plupart des guyots du monde (également appelés monts de table). Ce sont des montagnes sous-marines qui se caractérisent par des pentes abruptes, un sommet plat et généralement la présence de coraux et de plates-formes carbonatées . Ces structures se sont formées à l'origine sous forme de volcans dans l'océan mésozoïque. Des récifs frangeants se sont peut-être développés sur les volcans, qui ont ensuite été remplacés par des barrières de corail lorsque les volcans se sont affaissés et se sont transformés en atolls. L'affaissement continu équilibré par la croissance ascendante des récifs a conduit à la formation d'épaisses plates-formes carbonatées. L'activité volcanique peut se produire même après la formation de l'atoll ou des reliefs semblables à des atolls, et pendant les épisodes où les plates-formes ont été soulevées au-dessus du niveau de la mer, des caractéristiques d'érosion telles que des canaux et des trous bleus se sont développées. La croûte sous ces monts sous-marins a tendance à s'affaisser en se refroidissant et ainsi les îles et les monts sous-marins s'enfoncent.

La formation de nombreux monts sous-marins dont Limalok a été expliquée avec la théorie des points chauds , dans laquelle un "point chaud" s'élevant du manteau conduit à la formation de chaînes de volcans qui vieillissent progressivement le long de la chaîne, avec un volcan actif à une seule extrémité du système, lorsque la plaque se déplace sur le point chaud. Les monts sous-marins et les îles des îles Marshall ne semblent pas provenir d'un simple volcanisme de point chaud à âge progressif, car les progressions d'âge dans les chaînes individuelles d'îles et de monts sous-marins sont souvent incompatibles avec cette explication. Une solution à ce dilemme peut être que plus d'un hotspot ait traversé les îles Marshall, et il est également possible que le volcanisme de hotspot ait été affecté par la déformation extensionnelle de la lithosphère . Pour Limalok, les preuves géochimiques montrent des affinités avec le hotspot de Rarotonga, contrairement aux tendances géochimiques des autres volcans de la chaîne Ratak. Les reconstitutions de l'histoire géologique de la région suggèrent que le premier hotspot à passer par Limalok était le hotspot Macdonald il y a 95-85 millions d'années, suivi par le hotspot Rurutu et le hotspot Society il y a 75-65 millions d'années. Les hotspots de Rarotonga et surtout de Rurutu sont considérés comme les candidats les plus probables pour le hotspot qui a formé Limalok. Cependant, certaines incohérences paléogéographiques indiquent que des fractures lithosphériques secondaires à l'activité des points chauds étaient également impliquées.

A partir des reconstructions du mouvement des plaques , il a été établi que les îles Marshall étaient situées à l'ère maintenant occupée par la Polynésie française actuelle à l'époque du volcanisme actif. Les deux régions présentent de nombreuses chaînes d'îles, des fonds océaniques anormalement peu profonds et la présence de volcans. Environ huit points chauds ont formé un grand nombre d'îles et de monts sous-marins dans cette région, avec des géochimies disparates ; la province géologique a été appelée « anomalie isotopique et thermique du Pacifique Sud » ou anomalie DUPAL .

Composition

Limalok a fait éclater des roches basaltiques , qui ont été classées comme basaltes alcalins , basanite et néphélinite . Les minéraux contenus dans les roches sont l' apatite , l' augite , la biotite , le clinopyroxène , l' olivine , la néphéline et le plagioclase , et il existe des xénolites ultramafiques . Les processus de fractionnement des cristaux peu profonds semblent avoir été impliqués dans la genèse des magmas éclatés par Limalok.

L'altération du matériau d'origine a formé de la calcite , de la chlorite , de l' argile , de l' iddingsite , de la montmorillonite , de la zéolite et un minéral qui pourrait être de la céladonite . Des grès volcanogènes et des traces d' altération hydrothermale existent également sur Limalok.

Des matériaux de croûte de carbonate, d'argile, de phosphate de manganèse et des mudstones ont été trouvés dans des forages ou ont été dragués du mont sous-marin. Les carbonates prennent diverses formes, telles que le grainstone , packstone , calcaire , rudstone et wackestone . La porosité est généralement faible en raison de la cimentation des gisements, un processus dans lequel les grains de la roche sont solidifiés et les pores remplis par le dépôt de minéraux tels que le carbonate de calcium . Les roches carbonatées montrent des preuves généralisées d' altération diagénétique , ce qui signifie que les carbonates ont été chimiquement ou physiquement modifiés après leur enfouissement. Par exemple, l' aragonite , la pyrite et la matière organique se sont formées par altération d'êtres vivants au sein des argiles et des calcaires.

Histoire géologique

Limalok est le plus jeune guyot des Îles Marshall. La datation argon-argon a donné des âges de 69,2 et 68,2  ±  0,5 millions d'années sur des roches volcaniques draguées à Limalok. Le volcan de l'atoll de Mili n'est probablement pas beaucoup plus jeune que Limalok. Au Crétacé, Limalok était probablement situé en Polynésie française ; le paléomagnétisme indique que Limalok s'est formé à 15-10 degrés de latitude sud. Les premiers calcaires dragués de Limalok étaient considérés comme étant d' âge éocène (il y a 56 à 33,9 millions d'années) avant que des gisements antérieurs du paléocène ne soient également découverts.

Volcanisme et premiers phénomènes biotiques

Limalok s'est d'abord formé comme un volcan bouclier . Les roches volcaniques ont été mises en place sous forme de coulées de lave avec des épaisseurs atteignant 1 à 7 mètres (3 pi 3 po à 23 pi 0 po). De plus, des brèches et des cailloux enfermés dans les sédiments sont présents.

Les sols se sont formés sur le volcan par l'altération des roches volcaniques, atteignant une épaisseur de 28,6 mètres (94 pieds); des argiles et des latérites ont également été générées par l'altération. Ces dépôts se sont formés sur une longue période sur une île qui s'élevait à au moins plusieurs mètres au-dessus du niveau de la mer – le temps estimé nécessaire pour générer les profils de sol obtenus dans les carottes de forage est d'environ 1 à 3 millions d'années. L'affaissement thermique de la croûte et l'érosion ont aplati le mont sous-marin avant le début du dépôt de carbonate sur Limalok, et il est possible que la croissance d'un autre volcan au sud de Limalok 1 à 2 millions d'années après le développement de Limalok puisse être responsable d'une inclinaison vers le sud du mont sous-marin.

Les sols de Limalok ont ​​été colonisés par une végétation qui a laissé des cuticules végétales et des tissus ligneux ; des angiospermes comprenant des palmiers , des fougères et des champignons avec une faible diversité globale se sont développés sur le volcan. Les organismes se sont enfouis dans les sols, laissant des cavités. Le climat était probablement tropical à subtropical , avec des précipitations annuelles de moins de 1 000 millimètres par an (39 pouces/an).

Plate-forme carbonates et récifs

L'érosion de l' île volcanique a été suivie après un certain temps par le début de la croissance de la plate-forme carbonatée . La sédimentation a commencé au Paléocène avec un ou deux événements au cours desquels le mont sous-marin a été submergé; le début de la sédimentation a été daté d'environ 57,5  ±  2,5 millions d'années. Après une phase paléocène avec des conditions de pleine mer ou d'arrière-récif, des milieux lagunaires se sont développés sur le mont sous- marin à l' éocène . Il est possible que la plate-forme émerge périodiquement au - dessus du niveau de la mer , entraînant son érosion . Il n'est pas clair si la plate-forme a pris la forme d'un atoll , ou d'une plate-forme peu profonde protégée d'un côté par des îles ou des hauts - fonds , semblable aux Bahama Banks actuels . L'élévation du niveau de la mer à la transition Paléocène-Éocène peut avoir déclenché une transformation d'une plate-forme partiellement protégée en un véritable atoll en forme d'anneau.

La plate-forme carbonatée atteint une épaisseur totale de 290 mètres (950 pieds) en une seule carotte de forage . Les carottes de forage dans la plate-forme montrent des variations entre les couches de carbonate individuelles qui impliquent que des parties de la plate-forme ont été submergées et ont émergé au fil du temps alors que la plate-forme était encore active, peut-être en raison des variations eustatiques du niveau de la mer. De plus, la plate-forme a été touchée par des tempêtes qui ont redéposé la matière carbonatique. Le dépôt de la plate-forme a duré environ 10 millions d'années, couvrant le maximum thermique paléocène-éocène (PETM). Les preuves de carottes de forage montrent que le PETM a eu peu d'impact sur les dépôts de carbonate à Limalok malgré une diminution du rapport isotopique δ13C enregistré dans les carbonates, ce qui implique qu'il y avait peu de changement dans le pH de l' océan à ce moment-là.

Les êtres vivants dominants sur Limalok étaient des algues rouges qui occupaient de nombreuses niches écologiques et formaient des rhodolithes . Les autres formes de vie étaient les bivalves , les bryozoaires , les coraux , les échinodermes , les échinides , les foraminifères , les gastéropodes , les mollusques et les ostracodes . Les espèces et la composition générale ont varié au fil du temps, conduisant à la présence de différentes espèces dans différentes parties de la plate-forme. Les algues rouges ont été d'importants colonisateurs précoces, et les tapis d'algues et les oncoïdes ont été apportés par des algues et/ou des cyanobactéries .

Noyade et évolution post-noyade

On dit qu'une plate-forme carbonatée "se noie" lorsque la sédimentation ne peut plus suivre l'élévation relative du niveau de la mer et que le dépôt de carbonate s'arrête. Limalok s'est noyé au début de l'Eocène moyen, peu après le début du Lutétien , il y a 48  ±  2 millions d'années. Il s'agit de la plate-forme carbonatée la plus récente de la région à être submergée : la plate-forme similaire de l' atoll voisin de Mili dépose toujours du carbonate.

Les noyades de plates-formes carbonatées telles que Limalok, MIT , Takuyo-Daisan et Wōdejebato semblent avoir de nombreuses causes. L'un est une baisse du niveau de la mer entraînant l'émergence d'une grande partie de la plate-forme ; cela réduit l'espace dont disposent les organismes producteurs de carbonate pour croître vers le haut lorsque le niveau de la mer monte à nouveau. Un deuxième facteur est que ces plates-formes n'étaient pas de véritables récifs mais plutôt des amas de sédiments carbonatés formés par des organismes ; ces constructions ne peuvent pas facilement dépasser les élévations du niveau de la mer lorsqu'elles poussent sur une zone restreinte. Deux derniers facteurs clés sont le passage des plates-formes à travers des eaux équatoriales riches en nutriments qui provoquent la prolifération d'algues qui entravent la croissance des organismes formant des récifs, et les températures extrêmes mondiales qui peuvent surchauffer les plates-formes, en particulier à proximité de l' équateur ; les événements de blanchissement des coraux actuels sont souvent déclenchés par une surchauffe et Limalok et les autres monts sous-marins approchaient tous de l'équateur lorsqu'ils se sont noyés. Dans le cas de Limalok et de quelques autres guyots, les données de paléolatitude soutiennent l'idée que l'approche de l'équateur a entraîné la disparition des plates-formes.

Une fois que la plate-forme a cessé de croître, l'affaissement a rapidement abaissé le support de table sous la zone photique , où la lumière du soleil peut encore pénétrer. Des hardgrounds et des croûtes de fer et de manganèse se sont formés sur la plate-forme noyée qui contiennent des sédiments oligocènes (il y a 33,9 à 23,02 millions d'années) et des fossiles planctoniques . Certaines des roches ont subi une phosphatation au cours de trois épisodes distincts à l'Éocène et à l' Éocène-Oligocène qui peuvent avoir été déclenchés par des événements d' upwelling océanique à cette époque.

Jusqu'au Miocène , la sédimentation sur Limalok était probablement entravée par de forts courants . Une nouvelle sédimentation importante a commencé à ce moment-là après la noyade de Limalok, avec des sédiments constitués principalement de foraminifères et d'autres nanofossiles . Certains sédiments ont été remaniés après dépôt. Au moins deux couches se sont formées au Miocène (il y a 23,3 à 5,333 millions d'années) et au Pliocène - Pléistocène (il y a 5,333 à 0,0117 millions d'années), atteignant une épaisseur cumulée de 100 à 140 mètres (330 à 460 pieds). Chimiquement, la plupart des sédiments sont de la calcite et ils se présentent souvent sous forme de rudstone ou de wackstone. Bivalves, échinodermes, foraminifères et ostracodes sont fossilisés dans les sédiments , qui contiennent parfois des forages et autres traces d'activité biologique.

Remarques

Les références

Sources