COMMUNIQUÉ DE PRESSE NATIONAL I PARIS / CLERMONT-FERRAND I 18 JUILLET 2012
Attention sous embargo jusqu’au mercredi 18 juillet 2012, 19h00 de Paris.
Des scientifiques du laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand
(CNRS/IRD/Université Blaise Pascal/Université Jean Monnet) et de l’ESRF (European
Synchrotron Radiation Facility) ont recréé les conditions extrêmes que l’on trouve entre le
noyau et le manteau terrestres, à 2900 km sous la surface, pour produire du magma. Avec
l’aide du faisceau de rayons X de l’ESRF, le plus brillant au monde, ils ont pu soumettre
quelques échantillons microscopiques de roches à ces pressions et températures
extrêmes. Les résultats montrent pour la première fois que la roche partiellement fondue
« flotte » et a tendance à remonter dans le manteau. Ces expériences confirmeraient
l’hypothèse selon laquelle les volcans de points chauds tels que ceux des îles hawaïennes
proviennent de « panaches », courants de magma issus de l’interface entre noyau et
manteau. Ces résultats sont publiés le 19 juillet 2012 dans Nature.
La plupart des volcans sont situés à l’endroit où les plaques continentales se rencontrent (phénomène de
subduction) ou se séparent (associées aux dorsales océaniques) et sont générés par des magmas issus
de la fusion partielle du manteau superficiel. Les « points chauds » volcaniques sont d’une nature
complètement différente car ils peuvent se trouver loin des frontières de plaques. Les îles Hawaïennes, par
exemple, sont une chaîne volcanique dont l’origine serait un mystérieux point chaud remontant des plus
grandes profondeurs de la Terre. La nature et l’origine de ces points chauds apportant du magma à la
surface de la Terre interpellent les scientifiques. Une explication serait que des courants de magma
produits à l’interface entre le noyau liquide de fer fondu et le manteau solide composé de silicates
remonteraient vers la surface. La preuve formelle de l’existence de ces courants étroits appelés
« panaches » n’a pas encore pu être faite notamment du fait de la précision encore insuffisante des
images sismiques.
Mais quel matériau de l’interface noyau/manteau serait alors suffisamment léger pour remonter d’une
profondeur de 2900 km à travers le manteau solide ? C’est la question que Denis Andrault et ses collègues
ont essayé de résoudre en reproduisant en laboratoire les conditions extrêmes existant à l’interface
noyau/manteau. Ils ont synthétisé des roches de composition chondritique (1), typiques du manteau
profond et primitif. Ils en ont ensuite comprimé de minuscules éclats (de la taille d’un grain de poussière,
soit une cinquantaine de microns) entre deux pointes de diamant coniques, créant ainsi une pression de
plus d’un million d’atmosphères. Un faisceau laser a permis de chauffer les échantillons à des
températures comprises entre 3000 et 4000 degrés Celsius, des températures typiques de la couche la
plus profonde du manteau qui s’étale sur 200 km d’épaisseur au-dessus de l’interface noyau/manteau. Les
La formati
on de points chauds volcaniques analysée
par les rayons X en laboratoire