MAGMA TERRESTRE

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Conditions de fusion du manteau terrestre

Conditions de fusion du manteau terrestre
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Structure de l’olivine cristalline et fondue

Structure de l’olivine cristalline et fondue
Crédits : Iain Bethune

photographie

Représentation schématique de l'océan magmatique

Représentation schématique de l'océan magmatique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin


Les magmas sont formés en profondeur

La source essentielle des magmas est mantellique. Leur présence est confinée à la base de la lithosphère et du manteau. C'est en effet dans ces zones que la température approche au plus près celle de fusion des roches et peut la dépasser ; elles constituent des couches limites thermiques où la chaleur s'évacue par conduction ; le gradient de température y est élevé. Le solidus – c'est-à-dire l'apparition de la première goutte de liquide dans la courbe pression-température – peut donc être franchi lorsque la roche mère est remontée par les mouvements convectifs du manteau ; on parle de décompression adiabatique. C'est la principale cause de fusion dans le manteau (dorsales, points chauds). D'autre part, la présence d'éléments volatils abaisse le solidus : — 150 0C pour 5 p. 100 d'eau, — 50 0C pour 5 p. 100 de CO2 (Hirschmann 2010). Il devient donc franchissable lors du recyclage des éléments volatils en profondeur, comme les zones de subduction.

Conditions de fusion du manteau terrestre

Conditions de fusion du manteau terrestre

Dessin

Les conditions de fusion du manteau terrestre ne sont réunies que lorsque le solidus de la péridotite (courbe verte) est franchi par le géotherme (courbe noire). Ces zones sont représentées en rouge. Ces conditions ne sont obtenues qu'à la base de la litosphère, par décompression... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dans le domaine continental, les magmas d'origine crustale, essentiellement granitiques, sont produits, par exemple, lors d'un épaississement crustal impliquant un excès de chaleur radiogénique, ou bien au contact d'un magma basaltique plus chaud intrusif.

La fusion de la source est partielle, avec un taux de fusion qui varie actuellement de 10 à 15 p. 100 pour la genèse de liquides basaltiques, et jusqu'à 3 p. 100 pour des liquides granitiques. Les éléments qui sont fractionnés lors de la fusion (ou la cristallisation) partielle d'une roche sont plus ou moins compatibles avec la structure cristalline des silicates. Cela permet de dater la formation d'un magma en utilisant un « couple isotopique », où isotopes père et fils présentent un degré d'incompatibilité différent. Cela permet également d'estimer le taux de fusion partielle à partir de la concentration d'éléments en traces incompatibles.

Structure de l’olivine cristalline et fondue

Structure de l’olivine cristalline et fondue

Photographie

Dans ces structures de l'olivine cristalline (à gauche) et fondue (à droite), le parallélépipède bleu indique la maille cristalline élémentaire de l'olivine. Les tétraèdres sont constitués d'un atome de silicium en leur centre et de quatre atomes d'oxygène à chacun des quatre sommets... 

Crédits : Iain Bethune

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Du fait que les magmas se forment en profondeur découlent deux conséquences majeures. La première est que [...]


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Écrit par :

  • : ancienne élève de l'École normale supérieure, maître de conférences, School of Physics and Astromomy, University of Edinburgh Royaume-Uni)

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Pour citer l’article

Chrystèle SANLOUP, « MAGMA TERRESTRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magma-terrestre/