Une source jeune pour le panache à l`origine des volcans d`Hawaii

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Une source jeune pour le panache à l'origine des volcans d'Hawaii
Recherche, Sciences de l'Univers
La circulation générale dans le manteau terrestre beaucoup plus rapide que prévu
En analysant la composition isotopique du strontium des verres
magmatiques emprisonnés en inclusion dans des cristaux
d'olivines contenus dans les laves du Mauna Loa, volcans d'Hawaii, une équipe internationale de chercheurs
appartenant notamment au de Grenoble a montré que les roches qui ont alimenté lelaboratoire ISTERRE
panache du manteau, responsable des volcans d'Hawaii, sont héritées de roches océaniques contaminées par
de l'eau de mer relativement jeune (200 à 650 millions d'années). Ils ont également mesurée une circulation
générale dans le manteau de 1 à 3 cm/an en moyenne, soit beaucoup plus rapide que ne le pensaient certains
spécialistes, mais tout à fait similaire à la vitesse des plaques tectoniques.
La subduction, qui entraîne la croûte océanique et le manteau le plus superficiel, profondément dans l'intérieur de la
Terre, est un des processus essentiel qui gouverne la tectonique des plaques de notre planète. Par ce mécanisme, une
grande quantité d'éléments chimiques provenant de la surface terrestre est transportée jusqu'à la limite entre le
manteau et le noyau de la Terre, soit à environ 2900 km de profondeur.
Au début des années quatre-vingt, deux chercheurs, le scientifique allemand A.W. Hofmann et le scientifique américain
W. M. White ont proposé que le matériel de la croûte ainsi subductée soit recyclé vers la surface par les courants
chauds de la convection du manteau qui participent au refroidissement de la Terre. Ces courants, appelés panaches du
manteau, sont à l'origine de la plupart des îles océaniques comme Hawaii, l'Islande ou La Réunion.
Ce recyclage de la croûte océanique par la subduction, la convection du manteau, la fusion dans les panaches
ascendants est un mécanisme très largement accepté pour expliquer le volcanisme des îles océaniques. L'échelle de
. Maistemps de ce recyclage est importante pour notre compréhension des vitesses de circulation du manteau
les âges des composants recyclés restent difficile à déterminer.
Pour la première fois, un chercheur de Grenoble (IsTerre, CNRS/UJF/IFFSTAR/IRD/U. Savoie) et ses collègues du Max
Planck Institute for Chemistry (Allemagne), de l'Académie des sciences de Russie (Moscou, Novosibirsk) et du Lamont
Doherty Earth Observatory (USA) ont analysé les rapports isotopiques 87Sr/86Sr, 208Pb/207Pb/206Pb de plus d'une
centaine d'inclusions vitreuses présentes dans des phénocristaux d'olivine provenant de laves du Mauna Loa, volcan
d'Hawaii, représentant le point chaud typique le mieux étudié. Ces inclusions sont des gouttes de magma capturées par
les cristaux d'olivine au moment de leur croissance, puis solidifiées à la suite du refroidissement du cristal.
Alexander Sobolev et ses collègues ont découvert que certaines inclusions présentaient une composition isotopique en
strontium typique d'une eau de mer vieille de 200 à 650 millions d'années. Pour les auteurs, ceci marque le moment de
la contamination par l'eau de mer des roches qui ont été entraînées dans la subduction et ont contaminé à leur tour les
roches profondes à l'origine des laves du Mauna Loa. Ce qui signifie que les roches qui en profondeur alimentent le
.panache d'Hawaii, sont relativement jeunes
Ils en concluent également que l'échelle de temps de la circulation générale dans le manteau est en moyenne de 1
à 3 cm/an, beaucoup plus rapide que ne le pensaient certains spécialistes, et tout à fait similaire à la vitesse des
.plaques tectoniques
Cristal d'olivine du volcan Mauna Loa, Hawaii. Les formes brunes ovales sont des inclusions de verres solidifiés,
provenant du magma emprisonné comme des gouttes par le cristal d'olivine au moment de sa croissance. Ces verres
contiennent les rapports isotopiques du strontium qui sont hérités d'une eau de mer vieille de 500 millions d'années. ©
.Sobolev, ISTerre, CNRS/UJF
Référence :
Alexander V. Sobolev, Albrecht W. Hofmann, Klaus Peter Jochum, Dmitry V. Kuzmin & Brigitte Stoll, (2011). A young
, Nature, Vol. 476, pp 434-437.source for the Hawaiian plume
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