D’énormes éruptions de magma peuvent se déclencher plus profondément sous la surface de la terre qu’on ne le croyait auparavant.
Dans un article publié dans le Journal de pétrologiedes chercheurs de l’Université d’Helsinki et de l’Université d’Aarhus expliquent que de grandes éruptions de magma ont produit de grandes inondations de lave basaltique sur les continents au cours de l’histoire de notre planète.
Classiquement, on pense que les plus grandes éruptions de basalte d’inondation ne sont possibles que dans les régions où les plaques tectoniques continentales sont inhabituellement minces, de sorte que le matériau du manteau profond peut s’élever près de la surface de la terre. Dans ces environnements à basse pression, la fonte du manteau chaud peut générer de très grandes quantités de magma.
Mais cette notion est aujourd’hui remise en cause.
« L’idée que les éruptions de basalte d’inondation nécessitent généralement la fonte du manteau dans des conditions de basse pression est largement basée sur les compositions en oligo-éléments des magmas en éruption », a déclaré Jussi Heinonen, auteur principal de l’article, dans un communiqué de presse.
Selon Heinonen, les quantités relatives d’éléments de terres rares dans de nombreux basaltes d’inondation indiquent la formation de magma en présence de minéraux du manteau à basse pression.
Mais lui et ses collègues sont devenus curieux de la présence de la plupart des basaltes d’inondation dans les régions où les plaques tectoniques africaines et antarctiques sont épaisses plutôt que minces.
« Nous avons constaté que de nombreux basaltes d’inondation qui ont des compositions d’éléments de terres rares – suggérant des conditions de formation à haute pression – sont en fait situés dans des régions épaisses des plaques tectoniques », a déclaré Arto Luttinen, co-auteur de l’étude.
L’idée d’une hypothèse alternative a commencé à se former après la découverte par l’équipe d’un type de basalte d’inondation au Mozambique qui montre des preuves de composition pour des températures d’éruption exceptionnellement élevées.
Ces basaltes d’inondation leur ont fait envisager la possibilité que la fusion d’un manteau exceptionnellement chaud puisse conduire à la formation de magmas à haute pression avec des caractéristiques d’oligo-éléments similaires à celles des magmas à basse pression.
Simulation réaliste du comportement minéral
Les chercheurs ont décidé de tester leur hypothèse à l’aide de l’outil de modélisation géochimique REEBOX PRO, qui permet de simuler de manière réaliste le comportement des minéraux, des magmas et de leur teneur en éléments traces lors de la fusion du manteau.
Les simulations ont soutenu leur hypothèse en prédisant la consommation totale de grenat, un minéral diagnostique des conditions de haute pression, lorsque la fonte du manteau s’est produite aux températures élevées indiquées par les basaltes d’inondation.
Les magmas formés à haute pression peuvent ainsi ressembler chimiquement à des magmas à basse pression lorsque la source mantellique est très chaude. De plus, les résultats ont indiqué la survie du grenat à des pressions relativement basses lorsqu’un type différent de source du manteau a été sélectionné pour la modélisation.
« Nos résultats nous aident à comprendre la controverse apparente entre les occurrences de basaltes d’inondation d’Afrique australe et de l’Antarctique et leurs caractéristiques en éléments traces », ont souligné les auteurs.
« Plus important encore, nous montrons que des basaltes d’inondation volumineux peuvent se former dans des régions de plaques tectoniques épaisses et que les compositions en éléments traces des basaltes d’inondation ne sont pas des messagers fiables des profondeurs de génération de magma à moins que les influences de la température et de la composition du manteau ne soient prises en compte. »
