LA THEORIE DE LA "TERRE CREUSE"...

LA THEORIE DE LA TERRE CREUSE...
......................................................

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=8304

Une couche de fusion partielle vers 350 km de profondeur révélée par la sismologie
La géodynamique interne se précise. Grâce à l'examen de plusieurs dizaines de milliers de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) sismologiques enregistrées aux stations des réseaux mondiaux, dont le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec...) français GEOSCOPE cofinancé par l'INSU, une équipe de sismologues de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) d'Utrecht et de deux unités mixtes du CNRS-INSU [1] vient de mettre en évidence le caractère global d'une couche de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps...) partielle située vers 350 km de profondeur. L'étude vient d'être publiée dans la revue Nature Geoscience du 26/09/2010.


Figure 1. Données sismologiques.
La ligne bleue au bas des enregistrement marque la limite supérieure de la zone de transition à 410 km de profondeur.
Les triangles rouges au-dessus de cette ligne matérialisent la couche à faible vitesse indiquant la présence de magma.

C'est essentiellement à la sismologie que l'on doit la connaissance des discontinuités à l'intérieur du globe, liées à des modifications de compositions minéralogiques qui permettent d'en distinguer les grandes structures: croûte, manteau, noyau liquide (La phase liquide est un état de la matière.), graine (Dans le cycle de vie des spermatophytes, la graine est le stade vital qui permet la dissémination des plantes. Elle...). A ces grandes structures s'ajoute ce que l'on appelle la zone de transition entre 410 et 660 km de profondeur, séparant le manteau supérieur du manteau inférieur.
Le modèle géodynamique du filtre en eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un...)
Le modèle géodynamique dit du "filtre en eau" de la zone de transition suggère l'existence d'une couche de fusion partielle située juste au-dessus de la discontinuité sismique qui marque le sommet de la zone de transition vers 410 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini...) de profondeur. L'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations de plaques froides au niveau des zones de subductions serait compensée par un écoulement lent (quelques millimètres par an) des roches du manteau selon un mouvement d'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...) vertical ascendant. Ce mouvement serait communiqué aux minéraux présents dans la zone de transition, notamment à la wadsleyite (polymorphe compacte d'ultra haute pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) de l'olivine, silicate de fer et de magnésium) qui libérerait la plus grande partie de son eau lorsqu'elle se transformerait en olivine vers 410 km de profondeur.

L'eau ainsi évacuée abaisserait la température de fusion des roches et permettrait le développement d'une zone de fusion partielle au-dessus de la discontinuité à 410 km. Cette couche de fusion partielle agirait alors comme un filtre géochimique, en piégeant les éléments dits ''incompatibles'', qui se concentreraient dans la phase liquide. La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) qui poursuivrait son lent écoulement vertical ascendant au-dessus de la couche de fusion partielle serait donc appauvrie en ces éléments. Elle serait à l'origine des roches échantillonnées au niveau des rides océaniques.

Du fait de leur vitesse de montée beaucoup plus élevée (de 1 à 100 cm/an), les panaches mantelliques n'auraient pas le temps de subir le même lessivage durant leur traversée de la zone de transition. Il n'y aurait donc pas de fusion partielle au-dessus de la discontinuité à 410 km à proximité des panaches, ce qui expliquerait que l'appauvrissement en éléments incompatibles n'est pas observé pour les basaltes des îles océaniques. Plusieurs résultats expérimentaux suggèrent que le magma ainsi généré resterait piégé au-dessus de cette discontinuité jusqu'à ce qu'une plaque plongeante l'entraîne à nouveau dans le manteau profond.
Les observations de la sismologie
La présence de fusion partielle réduit considérablement la vitesse des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés...) sismiques, de sorte que les sismologues s'attendent à trouver une couche à faible vitesse là où il y a fusion partielle. Jusqu'à présent, quelques études suggéraient localement l'existence d'une telle couche vers 350 kilomètres de profondeur. Cette couche à faible vitesse a cependant toujours été observée à l'échelle régionale ou associée à un contexte (Étape →3/5 : Une relecture a été demandée. • Si vous voyez des erreurs de traduction, vous pouvez...) tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur,...) bien particulier: la déshydratation de croûte océanique subductée ou l'association entre volcanisme Cénozoique (depuis 65 millions d'années) et vieux boucliers Précambriens.

Les auteurs de cette étude aborde pour la première fois l'existence globale de cette couche à faible vitesse à partir d'une couverture de 152 stations distribuées à la surface de la Terre. Il en ressort que cette couche est observée un peu partout dans le monde (Le mot monde peut désigner (Fig. 1, 2), y compris à proximité des panaches mantelliques, et qu'elle n'est pas associée à un contexte tectonique particulier. Elle n'est en apparence pas continue, on peut l'observer ou pas à des stations distantes de quelques centaines de kilomètres, et lorsqu'on l'observe, son épaisseur varie entre 30 et 100 kilomètres sur des distances de quelques centaines de kilomètres (Fig. 2). La méthode utilisée ne permet pas de détecter une couche dont l'épaisseur est plus fine que 30 kilomètres. Il est donc possible que les données sismologiques ne détectent que les parties les plus épaisses d'une couche plus continue ayant de fortes variations d'épaisseurs.


Figure 2. Localisation et épaisseur de la couche à faible vitesse.

Ces observations d'une couche à faible vitesse présente un peu partout dans le monde et montrant de fortes variations d'épaisseurs devront être expliquées. Le modèle géodynamique du filtre en eau de la zone de transition ne prévoit par exemple pas son existence à proximité des panaches mantelliques. Des travaux réalisés au Laboratoire de Sciences de la Terre de l'École Normale Supérieure de Lyon suggèrent que l'effet de la gravité qui, du fait du poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le...) élevé du magma, aurait tendance à favoriser la formation d'une fine couche de roches fondues, pourrait être contrebalancé par les forces de capillarité (La capillarité est l'étude des interfaces entre deux liquides non miscibles, entre un liquide et l'air ou entre un...) présentes aux joints des grains.


Notes:

[1] Benoît Tauzin, Département de Sciences de la Terre, Université d'Utrecht, Pays-Bas.
Eric Debayle, Laboratoire de Sciences de la Terre, Université de Lyon I, CNRS-INSU, Ecole Normale Supérieure de Lyon
Gérard Wittlinger, Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre, CNRS-INSU, Université de Strasbourg.

Référence:

Seismic evidence for a global low-velocity layer within the Earth's upper mantle.Tauzin B., Debayle E., Wittlinger G. Nature Geoscience, 3, 718-721, doi: 10.1038/NGEO969, (2010).



................................................................................


A+JP.