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FP7

fatemantle Résultat en bref

Project ID: 302637
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Allemagne

La subduction de la croûte océanique et le destin des volatiles

Une question importante qui intrigue les scientifiques est la mesure dans laquelle les océans sont soit renvoyés, soit expulsés du manteau, la zone dans l'intérieur de la Terre qui se situe entre la croûte de la planète et son noyau. Des réponses ont été cherchées via une initiative financée par l'UE qui a étudié la teneur en eau (H2O) maximum des minéraux nominalement anhydres (MNA) dans la croûte subduite avec substances volatiles.
La subduction de la croûte océanique et le destin des volatiles
Malgré leur importance pour la vie sur Terre, les substances volatiles telles que l'H2O, le dioxyde de carbone, le carbone et le méthane sont souvent négligés. Les substances volatiles sont un groupe d'éléments chimiques avec des points d'ébullition bas qui sont associés à la croûte de la planète et/ou l'atmosphère et s'échappent de l'intérieur de la Terre via des éruptions volcaniques.

Le principal moyen pour réapprovisionner l'intérieur de la Terre en substances volatiles est la subduction, où une plaque tectonique se déplace sous une autre et s'enfonce dans le manteau terrestre. Comme les échantillons de l'intérieur profond de la planète sont inaccessibles, le projet FATEMANTLE (The fate and behaviour of volatiles during subduction of oceanic crustal material towards greater mantle depths) a été établi pour simuler les conditions et processus du manteau terrestre.

Des expériences à haute pression et température ont été réalisées sur les MNA. Les scientifiques voulaient déterminer la capacité de stockage maximale, la solubilité et le comportement des composants volatiles pendant la subduction du matériel océanique carboné, hydraté dans la zone de transition du manteau. L'approche expérimentale a permis aux scientifiques de déterminer la teneur en H2O maximale dans la croûte océanique subduite contenant des substances volatiles.

Les échantillons avec la composition de la croûte océanique hydratée, mais avec les teneurs en H2O variables, ont été soudés dans des capsules métalliques et compressés à l'aide d'une presse à plusieurs enclumes de 1 000 tonnes à des pressions qui correspondent à des profondeurs dans le manteau de 100-200 km. C'est la profondeur à laquelle la plupart des réactions de déshydratation ont lieu dans les zones de subduction.

Les résultats ont montré que les concentrations de H2O stockées dans la phengite mica, l'un des rares minéraux hydratés stables à des profondeurs supérieures à 100 km, étaient relativement faibles. Cela implique que relativement peu de H2O est subduit. Les chercheurs ont également examiné les processus d'homogénéisation entre la croûte océanique subduite et les roches du manteau. Ils ont découvert que la fusion partielle du dioxyde de silicone réagit avec l'olivine, le matériau du manteau principal, pour former des zones étroites du nouveau minéral orthopyroxène.

FATEMANTLE a également étudié comment la fusion partielle de l'éclogite et de la péridotite affecte l'abondance d'oxygène dans le manteau. Les résultats ont montré que l'ion ferrique est un composant incompatible dans le manteau et se divise davantage en fonte que les minéraux.

L'extraction de la fusion partielle constitue dès lors un moyen par lequel l'oxygène est éliminé des régions du manteau. Ces résultats expliquent comment l'éclogite peut réduire et alors agir comme des roches hôtes pour la subduction profonde du carbone comme le diamant.

Informations connexes

Mots-clés

Subduction, croûte océanique, substances volatiles, manteau, minéraux nominalement anhydres, FATEMANTLE
Numéro d'enregistrement: 183128 / Dernière mise à jour le: 2016-08-02
Domaine: Environnement