Le plateau de Saint Paul-Amsterdam résulte de l'interaction entre la dorsale Sud-Est Indienne et le panache de Saint Paul-Amsterdam, active depuis 10 Ma. Pendant ce laps de temps, la structure du plateau a varié, à la suite de changements intervenus dans la distance relative entre le panache et la dorsale mais également de fluctuations dans le flux du panache.

L'analyse conjointe des valeurs de l'épaisseur de la croûte (déduites de la gravimétrie) et de la bathymétrie résiduelle révèle que le plateau a commencé à se former à ~ 10 Ma par une augmentation de la production crustale à l'axe de la dorsale, en raison du panache situé à proximité. Cette phase, qui a duré 3-4 my, correspond à une période où le flux du panache était élevé et la distance relative dorsale-panache diminuait.

Une deuxième phase, entre 6 et 3 Ma, correspond à une diminution de la production crustale à l'axe. Pendant cette période, le centre du panache était relativement proche de l'axe de la dorsale. Cette période magmatique relativement faible suggère donc un flux de panache faible. A 3 Ma, la dorsale se trouvait au-dessus du centre du panache. Une nouvelle augmentation du flux de panache alors abouti à la construction de la partie la plus jeune et la moins profonde du plateau. Cette phase est en lien avec la mise en place de volcans très jeunes au niveau de la chaîne volcanique (voir plus loin).

Les variations dans les taux de fusion à l'axe de la dorsale à travers le temps ont entraîné des variations dans l'épaisseur de la croûte, mais aussi des changements dans la morphologie de la dorsale. Les deux périodes d'augmentation du taux de fusion correspondent à des morphologies lisses, qui se caractérisent par des hauts axiaux, tandis que la période à taux plus faible correspond à une morphologie plus accidentée, type vallée axiale. Ces variations révèlent les changements dans la rhéologie axiale en raison des variations dans les taux de fusion et les températures. Les périodes à plus fort taux de fusion correspondent à une lithosphère mécaniquement plus faible.

Les déformations intra-plaques, liées probablement à l'existence d'une frontière de plaque diffuse au voisinage de la zone de fracture de St Paul, jouent un rôle important dans la mise en place des volcans sous-marins de la chaîne. Deux phases volcaniques majeures ont été mises en évidence par les datations, une à environ 8 Ma, et qui correspond à la période d'activité intra-plaque du panache de St Paul-Amsterdam, et une à 2 Ma, qui correspond probablement à l'association entre une période de forte déformation et une phase de flux de panache plus fort.

L'évolution du plateau est très complexe, avec deux petits sauts d'axe mis en évidence liés à la fois à l'interaction entre la dorsale et le panache (2 ème saut) et aux changements dans les mouvements relatifs des plaques lithosphériques (1 er saut).

Bathymétrie résiduelle (gauche) et variations de l'épaisseur de la croûte (droite) sur la zone d'étude de la campagne PLURIEL. Au centre, une colonne représentant les différentes phases. En rouge, la phase intraplaque, avant la construction du plateau. En orange et bleu, les phases de la construction du plateau. En orange les phases « magmatiques » et en bleu, celles à dominance tectonique. Les chiffres en rouge à droite de la colonne indiquent l'âge des événements en Ma. Les flèches noires à gauche, indiquent les sens des sauts d'axe observés (montrés par les symboles verts - 1^er saut et bleu - 2^ème saut). Maia et al., 2011.

Schéma de l'évolution temporelle du système SEIR-SPA. Maia et al., 2011.