Projet M&Ms - Fusion du Manteau : Mesures, Modèles, Mécanismes

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Durée  : 2011-2015

Coordinateur du projet : Janne Blichert-Toft (ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON)

Equipe ISTerre impliquée :
– Géochimie

Collaborations  : ENSL (Ecole Normale Supérieure de Lyon), IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris)

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La fusion partielle joue un rôle important dans l’évolution de la composition de la Terre. Elle est la cause de l’essentiel des différenciations chimiques du manteau et conditionne la genèse des magmas à l’origine de la croûte et des plateaux océaniques. Beaucoup d’aspects de la fusion nous échappent malheureusement à ce jour ce qui limite notre compréhension de la structure du manteau et de sa dynamique. Les relations fondamentales entre les observations géochimiques et pétrologiques effectuées sur les magmas émis à la surface de la Terre et la dynamique du manteau sous-jacent constituent la substance du présent projet.

Nous proposons une approche multidisciplinaire de la fusion du manteau qui combinera la pétrologie, l’analyse chimique et multi-isotopique des échantillons de roche, l’analyse in situ des éléments mineurs dans des olivines, et des expériences et modélisations analogiques et numériques. Nous étudierons un large spectre de roches basiques et ultrabasiques, depuis les basaltes et les laves différenciées des volcans océaniques modernes (Hawaii, Réunion, Islande, Polynésie), en passant par les roches ultrabasiques alkalines (meimechites et kimberlites), jusqu’aux plus anciennes komatiites (3,5 Ga). Notre approche à grands traits est néanmoins ambitieuse et innovante et nous permettra d’aborder certains aspects fondamentaux de l’évolution du manteau. Parmi ceux-ci, nous mentionnerons : (a) La détermination des proportions de matériel fertile et recyclé dans la source des basaltes des points chauds, que nous utiliserons pour contraindre le devenir à long terme de la croûte océanique recyclée et sa survie dans le manteau convectif et la source des panaches. (b) Nous établirons la température de fusion sur les 3,5 Ga de l’histoire de la Terre la mieux comprise afin d’améliorer notre compréhension de l’évolution thermique du manteau et du noyau et réduire nos incertitudes sur celle de la Terre dans son ensemble.

Notre groupe réunit trois partenaires et inclut des géochimistes, des pétrologues, des géophysiciens et des modélisateurs physiciens. Tous les équipements analytiques et expérimentaux nécessaires pour réaliser notre projet sont disponibles dans les instituts d’accueil. Les participants ont été sélectionnés pour la complémentarité de leur expertise et leur expérience de manière à aborder le problème de façon optimale. Tous sont des scientifiques très productifs et internationalement bien reconnus. Ils ont travaillé soit indépendamment, soit en petits groupes, sur des sujets voisins de ceux qui sont considérés ici et ont beaucoup publié. Nous sommes confiants que cette association produira des résultats importants.

Quoique notre recherche ait des applications potentielles sur le sujet des mines métalliques et celui de l’impact environnemental des grandes éruptions volcaniques, la nature de notre projet est essentiellement celle de la recherche fondamentale. Nous pensons donc que celui-ci est positionné correctement dans une ANR « programme blanc ».

– Source, ANR-10-BLAN-0603