Des couches de carbonates et de diamants sous les océans ?

Publié par Adrien le 04/02/2021 à 09:00
Source: CNRS INSU
La tectonique des plaques est rendue possible par le déplacement de la lithosphère sur l'asthénosphère via un découplage mécanique entre ces deux parties du manteau terrestre. Cette limite entre la lithosphère et l'asthénosphère correspond à une région de ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée...) de la vitesse (On distingue :) des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) sismiques (low-velocity zone, LVZ).

Ce ralentissement est généralement interprété comme le témoin de la présence de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) produit par la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) du manteau. Près des rides médio-océaniques (chaînes de montagnes sous-marines), l'origine du liquide peut être reliée à l'ascension de l'asthénosphère (L'asthénosphère (du grec asthenos, sans résistance) est la partie ductile du manteau terrestre,...) à l'aplomb de la ride (Une ride est un pli dans la surface de la peau. C'est une cassure cutanée due à un...). Loin des rides, par contre, la présence de liquide est plus difficile à expliquer compte-tenu du régime thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...), la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) du manteau étant inférieure à son solidus, c'est-à-dire la température du début de la fusion.


Synthèse du modèle de migration des carbonates fondus. La zone de circulation du liquide est indiquée en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) clair. Au-dessus (couleur saumon), le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) est stable sous forme CO2. En-dessous (vert foncé) le carbone est réduit en graphite / diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la...).

Une nouvelle étude suggère la présence de carbonates fondus disséminés dans le manteau océanique, au niveau de la limite entre la lithosphère (La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est la partie superficielle...) et l'asthénosphère. Les chercheurs ont réussi à reproduire expérimentalement les deux étapes d'introduction du carbone. La lithosphère porte, dans sa partie superficielle, des carbonates (sédiments ou altération des fonds océaniques). Lorsqu'elle vieillit, sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) augmente et elle plonge dans le manteau (phénomène de subduction). Les carbonates sont réchauffés, ce qui conduit à leur décomposition (En biologie, la décomposition est le processus par lequel des corps organisés, qu'ils...), libérant du CO2 en profondeur.

C'est la première étape d'introduction du carbone. Lors de la deuxième étape, le CO2 est entraîné à de plus grandes profondeurs jusqu'à atteindre des pressions où la fusion intervient. Les carbonates fondus qui en résultent présentent une forte capacité d'infiltration et une grande mobilité qui permettent leur dissémination rapide sur de grandes distances. La zone imprégnée est limitée, d'une part, vers le haut par les réactions de décarbonatation (le CO2 est piégé dans la lithosphère et stabilisé) et, d'autre part, vers le bas par les réactions de réduction du carbone en graphite et diamant (voir figure ci-dessous).

La composition de certaines laves produites en contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) océanique (rides avortées fossiles, petits spots, métasomatisme de points chauds), qui présente des carbonates fondus ou des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) d'un processus les impliquant, corrobore la proposition d'existence d'un niveau enrichi en carbone à l'échelle globale sous les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...). Etant donné la datation des premiers sédiments carbonatés et des débuts de la tectonique des plaques (La tectonique des plaques (d'abord appelée dérive des continents) est le modèle actuel du...) dite "moderne", aux alentours de 3 milliards d'années, les chercheurs font l'hypothèse que l'existence d'une telle couche carbonatée pourrait avoir été à l'origine de la stabilisation de cette tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n »...) des plaques moderne.

En savoir plus:
Is There (There est un jeu en ligne, caractérisé par un monde virtuel (metavers). Le jeu a...) a Global Carbonate Layer in the Oceanic Mantle ? - Geophysical Research Letters, Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) 48, Issue 2.
T. Hammouda, G. Manthilake, P. Goncalves, J. Chantel, J. Guignard, W. Crichton and F. Gaillard.
https://doi.org/10.1029/2020GL089752
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