{"id":56,"date":"2013-12-04T14:19:58","date_gmt":"2013-12-04T11:19:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.energy-sciences.org\/energy\/2013\/12\/04\/aux-sources-des-points-chauds-volcaniques\/"},"modified":"2013-12-04T14:19:58","modified_gmt":"2013-12-04T11:19:58","slug":"aux-sources-des-points-chauds-volcaniques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.energy-sciences.org\/sciences\/aux-sources-des-points-chauds-volcaniques\/","title":{"rendered":"Aux sources des points chauds volcaniques"},"content":{"rendered":"
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Des chercheurs ont reproduit la fusion des roches \u00e0 l\u2019interface entre le noyau et le manteau terrestres. Leurs r\u00e9sultats accr\u00e9ditent l\u2019id\u00e9e que le magma des volcans de points chauds est issu de cette r\u00e9gion.<\/p>\n

Les volcans dits de point chaud, tels ceux de Hawa\u00ef et de la R\u00e9union, sont \u00e9loign\u00e9s des fronti\u00e8res entre les plaques tectoniques, o\u00f9 se trouvent la plupart des volcans. Tandis que le magma des autres types de volcans a une origine bien identifi\u00e9e \u2013 la fusion partielle du manteau superficiel lorsque les plaques s\u2019\u00e9cartent, dans les dorsales, ou plongent l\u2019une sous l\u2019autre, dans les zones de subduction \u2013, l’origine du magma des points chauds suscite le d\u00e9bat<\/a>.<\/p>\n

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On pense qu\u2019il remonte des profondeurs de la Terre sous forme de panaches per\u00e7ant la surface. Mais d\u2019o\u00f9 viennent ces panaches ? La th\u00e9orie dominante situe leur origine \u00e0 la fronti\u00e8re entre le noyau et le manteau terrestres, tandis que d\u2019autres th\u00e9ories la placent \u00e0 diverses profondeurs dans le manteau, voire proposent des explications alternatives. Denis Andrault, de l\u2019Universit\u00e9 Blaise Pascal, \u00e0 Clermont-Ferrand, et ses coll\u00e8gues, ont montr\u00e9 que l\u2019origine profonde postul\u00e9e par la th\u00e9orie dominante est, sinon vraie, au moins plausible : leur \u00e9tude r\u00e9v\u00e8le que le magma form\u00e9 \u00e0 l\u2019interface entre le noyau et le manteau est pouss\u00e9 vers le haut du fait de sa faible densit\u00e9 et remonte donc vers la surface.<\/p>\n

Les g\u00e9ophysiciens ont synth\u00e9tis\u00e9 des roches de m\u00eame composition chimique que celles du manteau profond \u2013 elles sont dites chondritiques, du nom des chondrites, des m\u00e9t\u00e9orites primitives dont l\u2019accumulation aurait form\u00e9 la Terre. Ils ont ensuite soumis de petits \u00e9clats de ces roches aux conditions thermodynamiques r\u00e9gnant \u00e0 la fronti\u00e8re entre le noyau liquide et le manteau solide, \u00e0 2\u00a0900\u00a0kilom\u00e8tres de profondeur : deux pointes de diamant coniques compriment les \u00e9chantillons, cr\u00e9ant une pression de plus d\u2019un million de fois celle de l\u2019atmosph\u00e8re, et un faisceau laser les chauffe \u00e0 plus de 3\u00a0000\u00b0C (dans la couche la plus profonde du manteau, la temp\u00e9rature passe de 3\u00a0000 \u00e0 4\u00a0000\u00a0\u00b0C en moins de 200 kilom\u00e8tres). R\u00e9sultat, les roches ont partiellement fondu. Quelle est alors la densit\u00e9 des poches liquides par rapport au solide environnant ?<\/p>\n

Deux facteurs influent sur la variation de densit\u00e9 lorsque la roche passe de l\u2019\u00e9tat solide \u00e0 l\u2019\u00e9tat liquide : la modification des arrangements atomiques et la proportion dans laquelle les divers \u00e9l\u00e9ments se dissolvent dans le liquide, notamment le fer, le magn\u00e9sium et le silicium \u2013 autrement dit, la composition chimique de la phase liquide. Ces param\u00e8tres d\u00e9pendent des conditions thermodynamiques dans lesquelles s\u2019effectue la fusion. D. Andrault et ses coll\u00e8gues les ont d\u00e9termin\u00e9s pour la premi\u00e8re fois en reproduisant cette fusion de fa\u00e7on r\u00e9aliste, puis en analysant les \u00e9chantillons \u00e0 l\u2019aide d’un faisceau de rayons X : la roche diffuse les rayons (diffraction) ou les r\u00e9\u00e9met (fluorescence) d\u2019une fa\u00e7on caract\u00e9ristique de ses propri\u00e9t\u00e9s. Ces analyses renseignent sur l\u2019arrangement atomique, r\u00e9v\u00e9lant les zones fondues dans l’\u00e9chantillon, ainsi que sur la composition chimique. On en d\u00e9duit la densit\u00e9 (il est impossible de peser directement le liquide form\u00e9, en bien trop faible quantit\u00e9 pour la sensibilit\u00e9 d\u2019une balance).<\/p>\n

Les g\u00e9ophysiciens ont ainsi conclu que la phase liquide est moins dense que la phase solide. Le liquide remonte donc vers la surface du fait de la pouss\u00e9e d\u2019Archim\u00e8de (en profondeur, m\u00eame le manteau solide se d\u00e9forme lentement, ce qui rend possible une telle pouss\u00e9e). Il est donc envisageable que le magma des volcans de points chauds provienne de la couche la plus profonde du manteau, situ\u00e9e \u00e0 l\u2019interface avec le noyau terrestre. Si le liquide qui s\u2019y forme avait \u00e9t\u00e9 plus dense que le solide, il aurait \u00ab coul\u00e9 \u00bb et aliment\u00e9 de vastes oc\u00e9ans de magma souterrains au lieu de remonter en surface. De tels oc\u00e9ans pourraient tout de m\u00eame exister \u00e0 la base du manteau, mais ils seraient dus \u00e0 une fusion continue provoqu\u00e9e par la chaleur du noyau.<\/p>\n<\/p><\/div>\n<\/p><\/div>\n