Une migration rapide des magmas sous les montagnes d'Oman

Publié par Adrien le 15/10/2021 à 09:00
Source: CNRS INSU
Les montagnes d'Oman sont formées d'un lambeau de plaque tectonique océanique, posé sur le continent, offrant 10km d'épaisseur de manteau à observer. C'est même le soubassement d'une dorsale -le lieu où la croûte océanique se créée grâce à un volcanisme continu- qui s'y trouve fossilisé; un site idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau....) pour étudier la migration de magma. En combinant cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) et géochimie des roches d'Oman, trois membres du CRPG, et deux chercheuses des universités de Montpellier et Oslo, changent profondément notre vision de ces processus.


En montant vers la croûte qui coiffe la montagne, un géologue suit la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...), discrète et plus rapide que prévue, du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) magmatique, depuis le manteau vers la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...).
© D. Jousselin

Pour modéliser la migration des liquides de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) dans le manteau solide, nous faisons souvent une analogie avec la percolation (À partir d'une certaine quantité critique de fluide sur une cloison, un pont s'établit...) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) dans les roches poreuses. Dans ces modèles, le liquide migre à des vitesses de quelques mètres par an.

Quand le liquide de fusion circule à 1200°C dans le manteau, il se charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) en éléments solubles, laissant derrière lui une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) appauvrie, appelée la dunite. La cartographie montre que la dunite que l'on imaginait abondante sous forme de chenaux verticaux à l'aplomb de la dorsale, est en fait peu présente. Elle se trouve surtout sous la base de la croûte, dans un niveau horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la...), et plus profondément dans le manteau, sous forme de petites veines.

Le contraste de composition en osmium (L’osmium est l'élément chimique du tableau périodique dont le symbole est Os...) entre manteau et liquide de fusion, permet de quantifier le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) d'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) entre les roches et le liquide qui les a traversées. On découvre que les veines ont des compositions "mantelliques", ce qui implique un contact roche/liquide limité, mais les dunites en base de croûte ont une composition proche de celle du liquide. Que ce serait-il passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) si le liquide avait percolé lentement dans le manteau avant d'atteindre ces dunites ? Sa composition se serait rapprochée de celle du solide, et il n'aurait plus eu le pouvoir de changer la composition de la dunite en base de croûte. Conclusion, le liquide a migré dans des filons capables d'avancer d'un kilomètre par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), une vitesse (On distingue :) 35 000 fois plus rapide que celle souvent envisagée !

Pour en savoir plus:
Osmium isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) evidence for rapid melt migration towards the Moho (La discontinuité de Mohorovi?i?, abrégée Moho, est la limite entre la croûte terrestre et le...) in the Oman ophiolite (par Delphine Klaessens, Laurie Reisberg, David Jousselin, Marguerite Godard, Claire Aupart, publié à Earth and Planetary Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Leters, 2021)
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117111
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