Datation des laves modernes les plus chaudes avec des températures archéennes

Valentina Batanova et Alexander Sobolev, membres d’ISTerre, ont fait partie de l’équipe de recherche internationale ayant découvert que des portions profondes du manteau pouvaient être aussi chaudes qu’elles l’étaient il y a plus de 2,5 milliards d’années. Ce résultat a été publié le 22 mai dans Nature Geoscience, et apporte de nouvelles contraintes sans précédent sur l’évolution thermique de la Terre profonde au cours des 4,5 milliards d’années.

Il est communément admis que la Terre s’est refroidie au cours de son histoire de par le refroidissement convectif et la baisse de la production de chaleur radioactive. Pendant l’Archéen (2,5 à 4 milliards d’années), l’activité de panache du manteau a produit un mélange de lave ultra chaude et de komatiites, avec des éruptions à plus de 1550°C. Après cette période, de telles magmas de HT n’ont jamais été observés à la surface de la Terre jusqu’à ce qu’ils aient été trouvés dans la province magmatique des Caraïbes datée à 90 millions d’années par une équipe de géochimistes des Etats-Unis, de France et de Russie. La température d’éruption des laves de la Suite Tortugal au Costa Rica est estimée est à 1570°C, ce qui correspond à une température de plus de 1750°C à 200 km de profondeur au cœur du panache manteau caribéen.

Figure 1.
Image optique d’une inclusion en fusion dans un grain d’olivine (1). Cette inclusion contient un grain de spinelle (brun), une bulle de gaz, des cristaux et du verre. Le grain d’olivine contient également des inclusions de spinelle (2) et de verre avec une bulle de gaz (3). La présence des inclusions de spinelles, des cristaux de spinelles isolés et de la masse fondue, ainsi que la composition de l’olivine et du spinelle, indiquent l’équilibre de l’olivine, du spinelle et de la masse fondue à une température supérieure à 1550°C. © Trela ​​et al., 2017, informations complémentaires.
© Trela et al, 2017, supplementary information
Figure 2.
Représentation schématique montrant l’excès de température du manteau pendant l’Archéan et le Phanérozoïqiue par rapport au manteau ambiant moderne MORB (1350°C). Les grandes provinces à faible cisaillement (LLSVP) sont des structures caractéristiques des parties du manteau le plus profond de la Terre. © Trela ​​et al., 2017, informations complémentaires.
© Trela et al, 2017, supplementary information

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cette température a été déterminée à l’aide de la microsonde électronique d’ISTerre, par des mesures de concentration des éléments trace dont l’aluminium dans l’olivine minérale et l’application du géothermomètre Al-in-olivine récemment développé (Figure 1).

Cette découverte suggère qu’un réservoir de manteau aussi chaud que celui responsable des komatiites archéennes est toujours échantilloné par les panaches mantelliques (Figure 2).

De plus, la température excédentaire de 400°C de la source des picrites de Tortugal par rapport au manteau normal confirme l’hypothèse du panache mantellique.

– Source
Trela J., Gazel E., Sobolev A. V., Moore L., Bizimis M., Jicha B. and Batanova V. G.
(2017), The hottest lavas of the Phanerozoic and the survival of deep Archaean reservoirs, Nature Geoscience, 22 May 2017, doi : 10.1038/ngeo2954

relayé par Pour la Science

– Contacts scientifiques à ISTerre
Valentina Batanova, Alexander Sobolev