MANTEAU TERRESTRE

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Composition et dynamique du manteau

La structure radiale du manteau et les anomalies tridimensionnelles décrites précédemment correspondent à des propriétés physiques et des compositions des matériaux (minéraux et roches) constituant le manteau, dans le cadre générique de la convection thermochimique.

Changement de phase et structure radiale du manteau

La limite supérieure du manteau, le Moho, est la plus facile à interpréter, notamment parce qu'on peut l'étudier par observation directe. Le Moho est une limite pétrologique, séparant la croûte, de composition basaltique dans les océans et de composition granito-gneissique dans les continents, du manteau formé d'un assemblage d'olivine (de 60 à 70 p. 100), de pyroxènes (de 20 à 30 p. 100) et d'un aluminosilicate (plagioclase, spinelle ou grenat, en fonction de la pression). Cet assemblage minéralogique, beaucoup moins variable que les assemblages formant les roches crustales, se nomme une péridotite. Les péridotites les plus communes sont les harzburgites : elles sont le résidu de la fusion du manteau qui a donné les basaltes. La roche mère des basaltes et des harzburgites est une roche modèle (c’est-à-dire qu’on ne l'a pas échantillonnée jusqu'à présent) nommée « pyrolite ».

Échantillon de péridotite

Échantillon de péridotite

Photographie

En vert, les cristaux d'olivine, minéral principal de la péridotite, roche dominante du manteau supérieur. 

Crédits : T. Boyes/ Shutterstock

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Lorsque les roches terrestres sont entraînées en profondeur, par exemple dans les zones de subduction, les élévations de température et de pression induisent le métamorphisme, c'est-à-dire le changement des structures cristallines (fig. 2). Il en est de même pour les péridotites, qui, à haute pression et à haute température, connaissent différents changements de phase que l'on peut étudier en laboratoire. On utilise pour cela différents types de presse, notamment les presses à diamant (appelées « cellules à enclume de diamant ») qui permettent de combiner des pressions extrêmes – pouvant atteindre celles qui règnent à la base du manteau – et un chauffage efficace par laser.

Changements de phase minéralogiques dans le manteau

Changements de phase minéralogiques dans le manteau

Dessin

Au fur et à mesure des augmentations de pression et de température dans les profondeurs du manteau, les minéraux subissent des transformations de phase au cours desquelles les arrangements cristallins deviennent de plus en plus compacts. La transformation la plus remarquable se produit vers... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Au sommet du manteau supérieur, c'est la température qui augmente le plus fortement, et la première transformation qui peut se produire est l'apparition d'un liquide de fusion pa [...]


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Structure du manteau et du noyau terrestres

Structure du manteau et du noyau terrestres
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Échantillon de péridotite

Échantillon de péridotite
Crédits : T. Boyes/ Shutterstock

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Changements de phase minéralogiques dans le manteau

Changements de phase minéralogiques dans le manteau
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Modélisation numérique de la convection thermochimique

Modélisation numérique de la convection thermochimique
Crédits : Cinzia Farnetani

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Écrit par :

  • : professeur des Universités, Institut de physique du globe de Paris, volcanologue

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Pour citer l’article

Édouard KAMINSKI, « MANTEAU TERRESTRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/manteau-terrestre/