Effet de l`hydrothermalisme sur l`aimantation de la croûte

Effetdel'hydrothermalismesurl'aimantationdelacroûteocéanique
EvaHoisé,MathildeCannat
Photographieaumicroscopeélectroniqueàbalayagedetitanomagnétitesaltérées(minéralblancenformedecroix)dansunbasalte.
©LaboratoiredegéologieENS
Lechampmagnétiqueterrestre,bienconnudesnavigateurspourlesavoirguidépendantdesmillénaires,estlerésultatdemouvementsdeconvectionquiaffectentlapartie
externedunoyauterrestre,liquide,autourdelagraine,solide,tousdeuxétantconstituésessentiellementdeferetdenickel.Ilreprésente,pourlaplanète,unvéritable
boucliercontrelerayonnementdesparticulessolairesetapermisl'apparitionetledéveloppementdelavie.Acechampprincipalglobal,s'ajoutelacontributionlocaledes
minérauxmagnétiquesrencontrésdanslesterrainsgéologiques,pourautantqueleuraimantationsoitcohérentesurdeszonessuffisammentvastes.Ainsi,detelles
"anomaliesmagnétiques"(carellesreprésententunedéviationparrapportàlavaleurduchampmagnétiqueprincipal)sontsouventobservéessurlacroûteocéanique,car
celle-cicontientdenombreuxminérauxmagnétiques.
Uneparticularitéduchampmagnétiqueterrestreestqu'ilchanged'orientationaucoursdutemps.Onparled'inversionduchampmagnétique.Lesminérauxmagnétiques
lespluscommunsdanslesrochesocéaniquessontdesoxydesdeferetdetitanetelsquelamagnétite(Fe3O4)etlatitanomagnétite(Fe3-xTixO4).
Lorsquecesminérauxseforment,leursdomainesmagnétiquess'oriententpréférentiellementsuivantladirectionduchampmagnétiqueprincipal.Ainsi,larocheacquiert
uneaimantationdepolaritéidentiqueetd'intensitéproportionnelleàcelleduchampambiant.Lorsquecechamps'inverse,cesminérauxontlapropriétédeconserverau
moinsenpartiel'aimantationqu'ilsontacquiselorsdeleurformation.Cetteaimantationestdite"rémanente".Larocheconservedoncunenregistrementmagnétiquedu
champpassé.Cettepropriétépermetdedaterlefonddesocéans.
Cartedesisochronsmagnétiquespermettantladatationdesfondsmarins.
Unisochroncorrespondàuneinversionduchampmagnétique,d'âgeconnu,représentéepourchaqueocéanparlemêmecodedecouleur.Lacroûteocéaniquelaplus
ancienneestâgéede180millionsd'années(bleusurlacarte).Source:NOAA
Lescouléesdelavesbasaltiquesportentuneaimantationforteetcohérente,etreprésententparconséquentlasourcedominantedesanomaliesmagnétiquesocéaniques.
Cetteaimantationestacquiselorsdurefroidissementdeceslavesàl'axedeladorsale.Lesautresrochesquiconstituentlacroûteocéanique,gabbrosetpéridotites
serpentiniséesenparticulier,contiennentégalementdesminérauxmagnétiques,etpeuventenregistreruneaimantationrémanente.
Danslecasdespéridotites,cetteaimantationestacquiselorsdel'interactionaveclesfluideshydrothermauxquicirculentenprofondeur,pendantleprocessusde
serpentinisation.Eneffet,celuicis'accompagnedeformationdemagnétite.L'interactionavecl'eaudemeretlesfluideshydrothermauxpeutàl'inverse,danscertaines
conditions,êtreunecausedediminutiondel'aimantation:ellepeuteneffetprovoqueruneoxydationdesmagnétitesetdestitanomagnétites,quisetransformenten
minéraux(maghémitesettitanomaghémites)porteursd'uneaimantationplusfaible.L'aimantationpeutégalementdiminuersilesminérauxporteurssontréchauffésjusqu'à
destempératuresprochesdeleur"températuredeCurie",c'estàdiredelatempératureàlaquellelesdomainesmagnétiquesdecesminérauxperdentleurorganisation.
Cecipeutseproduirelorsquelarocheentreencontactavecunfluidehydrothermaldehautetempérature.L'étudedel'enregistrementmagnétiquedesrochesestdonc
égalementunmoyend'étudierl'hydrothermalismeocéanique.
Lessiteshydrothermauxdesdorsalesprésententainsidescontrastesd'aimantationetdoncdesanomaliesmagnétiquesdétectablesparunmagnétomètreinstallésurles
submersibles(sousmarinshabitéscommeleNautile ou robots comme le Victor 6000quenousutilisonspendantlacampagneSerpentine).Onaremarquéquelessites
hydrothermauxinstalléssurdeslavesbasaltiquescorrespondentàundéficitd'aimantation.Cecipeuts'expliquerparleseffetsconjuguésdelatempérature(désaimantation
thermique)etdesfluides(altérationpuislessivagedesminérauxmagnétiques).
ActionsmenéespendantlacampagneSerpentine
Onnedisposeencorededonnéesquesurunsitehydrothermalinstallésurdespéridotitesserpentinisées:Rainbowà36°14'Ndansl'Atlantique.Cesiteprésenteau
contraireuneanomaliemagnétiquepositive,correspondantàuneaugmentationlocaledel'aimantationdesroches.Despéridotitesserpentiniséesetfortementimprégnées
desulfuresseraientàl'originedecetteanomaliepositive.LesmesuresmagnétiquesfaitesdurantlacampagneSerpentinesurlessitesAshadzeetLogatchev,quisont
égalementinstalléssurdespéridotitesserpentinisées,vontpermettredegénéraliser(oupas)cerésultatetdemieuxcomprendrel'origined'unetelleanomaliepositive(ou
desdifférencesobservées).
Aceteffet,unmagnétomètrevectorieldefond(ÉquipedeGéosciencesmarinesdel'IPGP)estinstallésurleVictor 6000pendantlesplongéesdecartographie
bathymétrique.Lesdonnéesmagnétiquessontainsiacquisesenprofondeur,auplusprèsdessourcesaimantées.Demanièrecomplémentaire,deséchantillons
représentatifsserontanalysésàl'ÉcoleNormaleSupérieureetàl'Ifremeràl'issuedelacampagne,pourdéterminerleurscompositionsminéraleschimiquesetleurs
propriétésmagnétiques.

Effetdel'hydrothermalismesurl'aimantationdelacroûteocéanique
EvaHoisé,MathildeCannat
Photographieaumicroscopeélectroniqueàbalayagedetitanomagnétitesaltérées(minéralblancenformedecroix)dansunbasalte.
©LaboratoiredegéologieENS
Lechampmagnétiqueterrestre,bienconnudesnavigateurspourlesavoirguidépendantdesmillénaires,estlerésultatdemouvementsdeconvectionquiaffectentlapartie
externedunoyauterrestre,liquide,autourdelagraine,solide,tousdeuxétantconstituésessentiellementdeferetdenickel.Ilreprésente,pourlaplanète,unvéritable
boucliercontrelerayonnementdesparticulessolairesetapermisl'apparitionetledéveloppementdelavie.Acechampprincipalglobal,s'ajoutelacontributionlocaledes
minérauxmagnétiquesrencontrésdanslesterrainsgéologiques,pourautantqueleuraimantationsoitcohérentesurdeszonessuffisammentvastes.Ainsi,detelles
"anomaliesmagnétiques"(carellesreprésententunedéviationparrapportàlavaleurduchampmagnétiqueprincipal)sontsouventobservéessurlacroûteocéanique,car
celle-cicontientdenombreuxminérauxmagnétiques.
Uneparticularitéduchampmagnétiqueterrestreestqu'ilchanged'orientationaucoursdutemps.Onparled'inversionduchampmagnétique.Lesminérauxmagnétiques
lespluscommunsdanslesrochesocéaniquessontdesoxydesdeferetdetitanetelsquelamagnétite(Fe3O4)etlatitanomagnétite(Fe3-xTixO4).
Lorsquecesminérauxseforment,leursdomainesmagnétiquess'oriententpréférentiellementsuivantladirectionduchampmagnétiqueprincipal.Ainsi,larocheacquiert
uneaimantationdepolaritéidentiqueetd'intensitéproportionnelleàcelleduchampambiant.Lorsquecechamps'inverse,cesminérauxontlapropriétédeconserverau
moinsenpartiel'aimantationqu'ilsontacquiselorsdeleurformation.Cetteaimantationestdite"rémanente".Larocheconservedoncunenregistrementmagnétiquedu
champpassé.Cettepropriétépermetdedaterlefonddesocéans.
Cartedesisochronsmagnétiquespermettantladatationdesfondsmarins.
Unisochroncorrespondàuneinversionduchampmagnétique,d'âgeconnu,représentéepourchaqueocéanparlemêmecodedecouleur.Lacroûteocéaniquelaplus
ancienneestâgéede180millionsd'années(bleusurlacarte).Source:NOAA
Lescouléesdelavesbasaltiquesportentuneaimantationforteetcohérente,etreprésententparconséquentlasourcedominantedesanomaliesmagnétiquesocéaniques.
Cetteaimantationestacquiselorsdurefroidissementdeceslavesàl'axedeladorsale.Lesautresrochesquiconstituentlacroûteocéanique,gabbrosetpéridotites
serpentiniséesenparticulier,contiennentégalementdesminérauxmagnétiques,etpeuventenregistreruneaimantationrémanente.
Danslecasdespéridotites,cetteaimantationestacquiselorsdel'interactionaveclesfluideshydrothermauxquicirculentenprofondeur,pendantleprocessusde
serpentinisation.Eneffet,celuicis'accompagnedeformationdemagnétite.L'interactionavecl'eaudemeretlesfluideshydrothermauxpeutàl'inverse,danscertaines
conditions,êtreunecausedediminutiondel'aimantation:ellepeuteneffetprovoqueruneoxydationdesmagnétitesetdestitanomagnétites,quisetransformenten
minéraux(maghémitesettitanomaghémites)porteursd'uneaimantationplusfaible.L'aimantationpeutégalementdiminuersilesminérauxporteurssontréchauffésjusqu'à
destempératuresprochesdeleur"températuredeCurie",c'estàdiredelatempératureàlaquellelesdomainesmagnétiquesdecesminérauxperdentleurorganisation.
Cecipeutseproduirelorsquelarocheentreencontactavecunfluidehydrothermaldehautetempérature.L'étudedel'enregistrementmagnétiquedesrochesestdonc
égalementunmoyend'étudierl'hydrothermalismeocéanique.
Lessiteshydrothermauxdesdorsalesprésententainsidescontrastesd'aimantationetdoncdesanomaliesmagnétiquesdétectablesparunmagnétomètreinstallésurles
submersibles(sousmarinshabitéscommeleNautile ou robots comme le Victor 6000quenousutilisonspendantlacampagneSerpentine).Onaremarquéquelessites
hydrothermauxinstalléssurdeslavesbasaltiquescorrespondentàundéficitd'aimantation.Cecipeuts'expliquerparleseffetsconjuguésdelatempérature(désaimantation
thermique)etdesfluides(altérationpuislessivagedesminérauxmagnétiques).
ActionsmenéespendantlacampagneSerpentine
Onnedisposeencorededonnéesquesurunsitehydrothermalinstallésurdespéridotitesserpentinisées:Rainbowà36°14'Ndansl'Atlantique.Cesiteprésenteau
contraireuneanomaliemagnétiquepositive,correspondantàuneaugmentationlocaledel'aimantationdesroches.Despéridotitesserpentiniséesetfortementimprégnées
desulfuresseraientàl'originedecetteanomaliepositive.LesmesuresmagnétiquesfaitesdurantlacampagneSerpentinesurlessitesAshadzeetLogatchev,quisont
égalementinstalléssurdespéridotitesserpentinisées,vontpermettredegénéraliser(oupas)cerésultatetdemieuxcomprendrel'origined'unetelleanomaliepositive(ou
desdifférencesobservées).
Aceteffet,unmagnétomètrevectorieldefond(ÉquipedeGéosciencesmarinesdel'IPGP)estinstallésurleVictor 6000pendantlesplongéesdecartographie
bathymétrique.Lesdonnéesmagnétiquessontainsiacquisesenprofondeur,auplusprèsdessourcesaimantées.Demanièrecomplémentaire,deséchantillons
représentatifsserontanalysésàl'ÉcoleNormaleSupérieureetàl'Ifremeràl'issuedelacampagne,pourdéterminerleurscompositionsminéraleschimiquesetleurs
propriétésmagnétiques.