1. La lithosphère océanique est produite en permanence au niveau des dorsales Activité : Fonctionnement de la dorsale et accrétion océanique. Act 4 et 5 p 166 et 168 La divergence au niveau des dorsales provoque un amincissement crustal qui fait remonter l'isotherme 1300 °C près de la surface. Cela entraîne : un flux géothermique élevé au niveau des dorsales. La tomographie sismique montre que cette anomalie thermique est superficielle et ne s'enracine qu'à une faible profondeur (environ 200 km) ; une diminution de pression à la limite lithosphère asthénosphère. Il en résulte une décompression adiabatique des péridotites de l'asthénosphère superficielle c'est à dire une diminution de pression sans variation de température (qui demeure à 1300°C). ex briquet décompression à même température passage de l’état liquide à gazeux Diagramme pression (P) et température (T) de la péridotite (en laboratoire) La péridotite est un mélange de minéraux qui n'ont pas tous la même température de fusion. On appelle solidus les conditions de P et T pour lesquelles tous les minéraux sont à l'état solide (première goutte de liquide dans le solide = courbe de fusion commençante). On appelle liquidus les conditions de P et T pour lesquelles tous les minéraux sont à l'état liquide (apparition du premier cristal dans le liquide). Entre les deux, la péridotite se présente sous la forme d'une bouillie cristalline, il y a fusion partielle. Pour un corps pur, liquidus et solidus sont confondus. Fusion partielle des péridotites au niveau d'une dorsale Au niveau d'une dorsale océanique, le géotherme croise le solidus entre 20 et 80 km de profondeur. La décompression adiabatique provoque alors la fusion partielle des péridotites du manteau dont la fraction liquide constitue des gouttelettes de magma qui remontent vers la surface par différence de densité (le passage de l'état solide à l'état liquide provoque une augmentation de volume et donc une diminution de masse volumique) et se rassemblent en formant des lentilles magmatiques. Lorsque le géotherme recoupe le solidus, le manteau solide commence à fondre aux joints des grains. Les liquides de fusion quitte très rapidement leur lieu d’origine, les liquides silicatés sont moins dense que la péridotite et montent rapidement De la péridotite au basalte La péridotite de départ (péridotite asthénosphérique) est composée d'olivine, de pyroxène (silicates ferromagnésiens) et de plagioclases. Or les plagioclases (riches en Ca et Al) fondent en premier. Le liquide magmatique aura donc une composition chimique différente de la péridotite initiale car il sera plus riche en calcium et en aluminium que la péridotite de départ il pourra donner, par exemple, un basalte. Par voie de conséquence la péridotite résiduelle (péridotite lithosphérique) aura une composition chimique différente de la péridotite de départ et sera enrichie en olivine et pyroxène. Fusion expérimentale d'une péridotite Dans le détail, la diversité de la composition chimique des basaltes s'explique (1) par la composition chimique particulière de la péridotite de départ et (2) par son taux de fusion partielle qui ne dépasse pas 20 % (soit environ 20 km3 de magma produit par an à l'échelle de la planète). La lithosphère océanique se forme par refroidissement du magma Après refroidissement le magma donnera des basaltes et des gabbros qui ont même composition chimique mais qui se distinguent par leur vitesse de refroidissement, rapide, en surface, pour les basaltes (structure microlitique) ou lente, en profondeur, pour les gabbros (structure grenue). Cette croûte océanique (basaltes et gabbros) surplombe la péridotite appauvrie dont elle est issue. Le tout formant un ensemble solidaire sur le plan mécanique (bien que composition chimique différente) : la lithosphère océanique. Bilan : Les submersibles permettent aujourd’hui d’observer, au niveau des dorsales, des phénomènes volcaniques aboutissant à la mise en place des basaltes de la croûte océanique. Les données sismiques montrent également la présence de roches partiellement fondues à l’aplomb des dorsales. A ce niveau, l’isotherme 1300°C est très proche de la surface, ce qui traduit un amincissement de la lithosphère et une remontée de l’asthénosphère. Cette remontée provoque une décompression des péridotites du manteau et leur fusion partielle (15%). Le magma ainsi produit à une composition différente de la péridotite dont il est issu. Une partie du magma refroidit en profondeur et forme les gabbros de la croûte océanique. Le magma arrivant en surface refroidit rapidement et donne les basaltes. La divergence des plaques de part et d’autre de l'axe de la dorsale entraîne une remontée locale de l'isotherme 1300 °C en même temps qu'une diminution de pression. Il en résulte une décompression adiabatique qui provoque la fusion partielle des péridotites du manteau avec la formation d'un magma de composition basaltique qui remonte par différence de densité. Si le magma parvient en surface il refroidit rapidement et donne naissance à des basaltes en coussins. S'il ne parvient pas en surface, il refroidit lentement et donne naissance à des gabbros. Basaltes, gabbros et péridotite résiduelle (celle qui a partiellement fondu et produit un magma basaltique) forment alors ensemble nouvelle lithosphère océanique. On appelle accrétion océanique cette formation de lithosphère océanique à partir de matériaux d'origine mantélique. A voir aussi les vidéo sur géoscience 3D sur le comportement des roches