Le renouvellement de la lithosphère au niveau des dorsales
Objectif
Comment la lithosphère océanique est-elle
renouvelée au niveau des dorsales ?
Les dorsales sont le siège d’une activité
volcanique intense et continue. Des mesures de réflexion
sismique montre l’existence d’une chambre
magmatique à l’aplomb de l’axe de la dorsale
d’où pourrait provenir le magma à
l’origine de la croûte océanique.
1. Une décompression à l'origine de la
fusion
Le manteau supérieur situé juste sous la
croûte océanique est composé de
péridotites, roche de couleur verte,
cristallisée riche en olivine et
pyroxènes.
Des expériences faites en laboratoire permettent d'étudier le comportement de ces péridotites en fonction des conditions de pression et de température. Le résultat se traduit par un diagramme pression-température sur lequel apparaissent deux courbes, le solidus et le liquidus, qui séparent différents domaines (Document 1).
Le solidus sépare le domaine où la roche est entièrement solide de celui où elle commence à fondre (en bleu). Le liquidus sépare ce dernier de celui où la roche est entièrement fondue (en jaune).
Un tel diagramme montre que la péridotite peut passer à l'état partiellement fondu soit lors d’une augmentation de température à pression constante, soit lors d’une diminution de la pression à température constante (c'est la décompression adiabatique). L’hydratation de la roche est un élément favorable à sa fusion.
A l'aplomb des dorsales on détecte la présence d'asthénosphère proche de la surface, alors que sa profondeur normale est d'environ 100 km. Cette remontée de l'asthénosphère, due à des courants de convection du manteau, permet la décompression adiabatique de la roche. La présence d’eau infiltrée dans la roche va permettre d’atteindre les conditions de température et de pression favorables à la fusion partielle de la péridotite (Document 1B). Cette fusion partielle est à l'origine d'un magma primaire.
Des expériences faites en laboratoire permettent d'étudier le comportement de ces péridotites en fonction des conditions de pression et de température. Le résultat se traduit par un diagramme pression-température sur lequel apparaissent deux courbes, le solidus et le liquidus, qui séparent différents domaines (Document 1).
Doc. 1 : Diagrammes pression-température de
la péridotite
Le solidus sépare le domaine où la roche est entièrement solide de celui où elle commence à fondre (en bleu). Le liquidus sépare ce dernier de celui où la roche est entièrement fondue (en jaune).
Un tel diagramme montre que la péridotite peut passer à l'état partiellement fondu soit lors d’une augmentation de température à pression constante, soit lors d’une diminution de la pression à température constante (c'est la décompression adiabatique). L’hydratation de la roche est un élément favorable à sa fusion.
A l'aplomb des dorsales on détecte la présence d'asthénosphère proche de la surface, alors que sa profondeur normale est d'environ 100 km. Cette remontée de l'asthénosphère, due à des courants de convection du manteau, permet la décompression adiabatique de la roche. La présence d’eau infiltrée dans la roche va permettre d’atteindre les conditions de température et de pression favorables à la fusion partielle de la péridotite (Document 1B). Cette fusion partielle est à l'origine d'un magma primaire.
2. Une péridotite résiduelle à
l'origine du manteau de la lithosphère
océanique
La péridotite qui fond est appelée
roche-mère ; la fusion partielle de cette
roche s'accompagne d'une différenciation chimique.
En effet, les minéraux ne fondent pas tous à
la même température. Certains
éléments chimiques vont donc passer
préférentiellement dans le liquide de fusion
alors que d'autres, dits réfractaires, restent dans
la partie non fondue.
La composition chimique du magma primaire dépend donc du taux de fusion des péridotites qui est de l'ordre de 20% sous les dorsales. Il conduit alors à la formation d'un magma de composition basaltique ainsi qu'à la formation d'une péridotite résiduelle appauvrie à l'origine de la partie mantellique de la lithosphère océanique. Ce magma remonte vers la surface et donne naissance, après refroidissement, à la croûte océanique.
Il existe deux types de dorsales : les dorsales « lentes », situées dans l'Atlantique, dont le taux d'accrétion est inférieur à 5 cm par an, et les dorsales « rapides », situées dans le Pacifique, dont le taux d'accrétion dépasse les 5 cm par an.
Dans le premier cas, le taux de fusion partielle est inférieur à 10 % alors qu’il est de 30 % dans le cas des dorsales rapides. Ainsi, suivant le type de dorsale, la composition chimique de la croûte océanique sera différente.
La composition chimique du magma primaire dépend donc du taux de fusion des péridotites qui est de l'ordre de 20% sous les dorsales. Il conduit alors à la formation d'un magma de composition basaltique ainsi qu'à la formation d'une péridotite résiduelle appauvrie à l'origine de la partie mantellique de la lithosphère océanique. Ce magma remonte vers la surface et donne naissance, après refroidissement, à la croûte océanique.
Il existe deux types de dorsales : les dorsales « lentes », situées dans l'Atlantique, dont le taux d'accrétion est inférieur à 5 cm par an, et les dorsales « rapides », situées dans le Pacifique, dont le taux d'accrétion dépasse les 5 cm par an.
Dans le premier cas, le taux de fusion partielle est inférieur à 10 % alors qu’il est de 30 % dans le cas des dorsales rapides. Ainsi, suivant le type de dorsale, la composition chimique de la croûte océanique sera différente.
L'essentiel
Le magmatisme des dorsales est lié à une
remontée de matériel mantellique qui, du fait
de la décompression et de son hydratation, subit une
fusion partielle. Il en résulte la formation d'un
magma basaltique et la formation d'une péridotite
résiduelle.
Le taux de fusion partielle du manteau détermine la nature chimique de la croûte océanique.
Le taux de fusion partielle du manteau détermine la nature chimique de la croûte océanique.
Vous avez déjà mis une note à ce cours.
Découvrez les autres cours offerts par Maxicours !
Découvrez MaxicoursComment as-tu trouvé ce cours ?
Évalue ce cours !
Fiches de cours les plus recherchées
Découvrir le reste du programme
Des profs en ligne
- 6 j/7 de 17 h à 20 h
- Par chat, audio, vidéo
- Sur les matières principales
Des ressources riches
- Fiches, vidéos de cours
- Exercices & corrigés
- Modules de révisions Bac et Brevet
Des outils ludiques
- Coach virtuel
- Quiz interactifs
- Planning de révision
Des tableaux de bord
- Suivi de la progression
- Score d’assiduité
- Un compte Parent
Message envoyé
