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Figure 24.6 : Diagramme Profondeur-Température pour le manteau

Ce diagramme montre les conditions de la fusion partielle d’un manteau lherzolitique à l’état anhydre et en présence d’une faible proportion d’eau (<0,4%) et de CO2 (<5% pds total). On distingue également les champs de stabilité des phases minéralogiques alumineuses (grenat, spinelle, plagioclase). A température croissante, la fusion débute le long de la courbe du solidus (courbes pleines rouges), la proportion de liquide augmente jusqu’à la courbe du liquidus (pointillés rouges) où la fusion est complète. Le diagramme montre également les géothermes (évolution de la température avec la profondeur) sous un bouclier continental, sous un océan mature et à l’axe d’une dorsale.

Ce diagramme nous montre que si le manteau était totalement anhydre, les géothermes océaniques et continentaux ne recouperaient jamais le solidus du manteau :

celui-ci ne serait donc jamais partiellement fondu. La présence d’une très faible proportion d’eau dans le manteau déporte nettement le solidus de la péridotite vers des températures plus faibles. Les géothermes recoupent alors le solidus hydraté. Ceci explique la présence de manteau partiellement fondu entre 80 et 200 km de profondeur. Ce faible volume de matériel fondu est la cause des faibles vitesses sismiques des ondes P et S qui caractérisent la LVZ détectée entre 80 km et 100 km de profondeur sous les océans matures et entre 100 km et 300 km sous les continents (voir page 247 et figure 12.31). La LVZ marque la base de la lithosphère.
Notez que le géotherme d’une dorsale rend compte de la température élevée dans la colonne de manteau ascendant sous l’axe, celui-ci fond en proportion plus importante que dans la LVZ.
Reportez-vous au diagramme de la figure 21.4 pour le détail des phénomènes se produisant dans la colonne de fusion. (Diagramme modifié d’après M. Wilson).

 

fusion partielle du manteau (1), géothermes (1), manteau (1)

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