La République de Djibouti est située dans la partie Sud Est de la grande dépression afar dont la structure résulte de la convergence de trois axes de rift actifs (golfe d’Aden, mer Rouge et rift Est Africain) initiée vers 30 Ma. Cette situation géographique particulière permet à Djibouti d’être un véritable laboratoire à ciel ouvert offrant un spectacle unique au monde : l’évolution d’une lithosphère allant de la fragmentation d’une croûte continentale à la création d’une dorsale, puis d’un océan. Une dorsale est en effet une zone où deux plaques s’écartent l’une de l’autre, permettant la création d’une nouvelle croûte océanique. Ces zones d’écartement de plaques constituent, au fond des océans, la plus grande chaîne terrestre de volcans (60 000 kilomètres).
L’étude du rift Djiboutien permet donc aux scientifiques une meilleure compréhension des phénomènes qui ont lieu dans ces environnements de dorsales océaniques à l’accès difficile. C’est dans la région Asal-Ghoubbet que l’on observe aujourd’hui les premiers stades d’océanisation (création d’un océan). Ce fossé dont la formation est récente (moins d’un million d’année), englobe le lac Asal et le Ghoubbet al Kharab. La zone Asal-Ghoubbet est une barrière volcano-tectonique de 12 km de long et de 10 km de large. Elle correspond à la continuité de la déchirure de la dorsale océanique du Golfe d’Aden.
Ce « micro-univers » d’Asal-Ghoubbet où l’on peut observer ces écartements de plaques est reconnu pour être l’une des zones les plus chaudes du monde. Le flux de chaleur y est plus élevé que la moyenne du globe. La principale raison de cette chaleur réside dans le volcanisme dû à la séparation des plaques, de nombreux phénomènes naturels accompagnent cette expansion comme le lac Asal qui a évolué en moins de 10 000 ans d’un lac d’eau douce vers un système marin franc, avec des salinités estimées dix fois supérieures à celle de l’eau de mer actuelle ou encore la mise en place d’un hydrothermalisme actif.

Le sel du lac Asal
Situé à 157 m au-dessous du niveau de la mer, le lac de saumure de 54 Km2 de superficie est séparé du Ghoubbet al Kharab par un verrou tectonique. C’est le point le plus bas dans le continent africain et le troisième au monde après la Mer Morte et le Lac Tibériade. Les études réalisées sur le lac ont montré qu’il y a 6000 ans le lac occupait un domaine plus vaste englobant d’autres dépressions (Sakalol, Harralo, Haralé Awda’a, Kadda Ero et Gaggadé). L’ouverture du bassin sédimentaire a démarré il y a plus de 8400 ans par une sédimentation lacustre dans un système de lac plus ou moins en connexion. Cette sédimentation est devenue de type évaporitique à 5400 ans jusqu’à l’actuel avec une individualisation totale du lac.
Aujourd’hui, le lac est constitué d’une banquise de sel et d’une ceinture de gypse au-dessus du niveau du lac. Les études réalisées sur le lac ont montré une recharge du lac par le Ghoubbet à travers les nombreuses failles. La forte salinité est due à une intense évaporation. Les apports en sel sont estimés en moyenne à 6 millions de tonnes par an. Le sel est un composé incolore d’origine marine ou terrestre constitué de chlorure de sodium (NaCl). De saveur piquante il est surtout connu pour l’assaisonnement ou la conservation les aliments. Il permet également la cicatrisation en empêchant les bactéries de se développer et est utilisé dans l’industrie du verre, le déneigement, la tannerie et les adoucissants.
Transporté par caravane vers les pays voisins où il est commercialisé depuis très longtemps, le sel de Djibouti est aujourd’hui exploité par une société chinoise. D’un point de vue géologique, la présence de sel dans un bassin est importante car ce composé intervient dans le piégeage des hydrocarbures en scellant les fractures.

L’hydrothermalisme djiboutien d’Asal-Ghoubbet
L’hydrothermalisme correspond à des circulations de fluides chauds dans la croûte terrestre. Ces fluides permettent la mobilisation, le transport et le dépôt des métaux. Depuis sa découverte en 1977 sur la dorsale Est- Pacifique, l’hydrothermalisme océanique est devenu un domaine d’investigation privilégié. Sur le plancher océanique, les failles permettent l’infiltration de l’eau de mer. Au fur et à mesure que l’eau descend dans la croûte, sa température croît avec la profondeur. L’eau froide évolue en un fluide hydrothermal chaud. Des interactions entre le fluide hydrothermal et la roche peuvent avoir lieu. Ce phénomène enrichi le fluide en métaux dissous. Le fluide de faible densité, chaud et acide, jaillit en surface sur le plancher océanique où il entre en contact avec l’eau de mer froide et alcaline. Les métaux transportés précipitent sur le plancher océanique et constituent des cheminées hydrothermales. Ces environnements sont des réserves importantes en métaux. Le fluide hydrothermal permet également, par chimiosynthèse (synthèse par certaines bactéries de substances organiques), l’installation de faunes riches constituant de véritables oasis de vie.
L’étude de ces systèmes sous-marins et la récupération d’échantillons nécessitent l’organisation de missions scientifiques coûteuses à bord de navires océanographiques. A terre, les missions sont simplifiées du fait de l’accès facile aux affleurements. Une fois rapportés au laboratoire, les échantillons sont étudiés en utilisant les mêmes méthodes que pour ceux provenant des fonds océaniques.
A Djibouti, ce processus hydrothermal est très visible dans la zone Asal-Ghoubbet. Des travertins (roches sédimentaires calcaires) constituent l’une des marches en escalier ou graben du rift actuel. Ces roches sont des accumulations calcaires qui témoignent de la présence dans cette zone de sources chaudes dans le passé. Des émergences sont également présentes sur tout le pourtour Est du rift. La source Korilli est le meilleur exemple de ce processus hydrothermal. Très connue des visiteurs de la zone axiale, cette source récupère sa chaleur du champ géothermique d’Asal. Sa température est en moyenne de 80°C. Elle varie en fonction de la période de l’année et des apports en eau des autres oueds. Des poissons de petite taille vivent dans les eaux plus froides de la source. Des algues se sont également développées dans ces eaux. Les études de forages réalisées dans la zone géothermique d’Asal-Ghoubbet ont montré de températures atteignant 350°C à 2015 mètres de profondeur. Le cuivre, l’argent et d’autres métaux ont été observés à 850 m de profondeur. Tous ces phénomènes témoignent de l’hydrothermalisme actuel de cette région.
Les affleurements géologiques étudiés dans d’autres régions montrent qu’il existe également à Djibouti des traces d’hydrothermalisme ancien. Des altérations hydrothermales affleurent par exemple dans les roches les plus anciennes présentes dans le sud du pays (27 Ma) Des minéraux de sulfures (chalcopyrite, pyrite, galène, sphalérite) ont été identifiés notamment dans des roches plus jeunes (< 11 Ma). Des indices d’or ont également été observés dans ces roches.

Que nous racontent les minéraux hydrothermaux ?
Les échantillons prélevés lors des missions de terrain sont étudiés au laboratoire en réalisant des lames minces. Dans ces lames, on recherche tout d’abord des associations minéralogiques puis les sulfures sont identifés et décrits. Ces observations nous permettent de déterminer les conditions de dépôts (température et pression) et de genèse des minéraux et donc indirectement la chimie du fluide minéralisateur.
En parallèle, d’autres outils analytiques permettent de contraindre et de quantifier les différents minéraux. La diffraction aux rayons X détermine la caractérisation des phases minérales, donnant une idée des différents minéraux présents dans une lame mince. D’autres outils analytiques très pointus sont également utilisés. C’est le cas de la microsonde électronique. Elle permet la détermination des concentrations des cristaux présents dans un minéral. Cette méthode est souvent utilisée pour déterminer un minéral dont l’identification a été difficile au microscope électronique.
Nombreux sont les assemblages minéralogiques reconnus dans les échantillons des anciens sites hydrothermaux de Djibouti. Parmi les sulfures, le minéral le plus commun est la pyrite (FeS2). Elle est abondante dans les échantillons et automorphe. La pyrite est souvent en phase avec d’autres minéraux comme la goethite (oxyde de fer).
L’hydrothermalisme constitue un processus important dans le transport et le dépôt des métaux dans la lithosphère, métaux rendus de plus en plus intéressants économiquement aujourd’hui. Ce phénomène d’hydrothermalisme, connu et étudié depuis plus de 30 ans au fond des océans, peut également être observé et décrit chez nous, dans la zone Asal Ghoubbet. Il est probable que des sources hydrothermales sous-marines soient également présentes sur les fonds marins des zones très actives que sont le golfe de Tadjourah et la mer d’Aden. Pour répondre à cette question, ce sont des missions scientifiques océanographiques qui devront, cette fois, être réalisées pour le territoire de Djibouti.

Nima Moussa Egueh