La structure interne de la Terre est aujourd’hui bien connue : elle est constitué de 3 couches chimiquement distinctes : la croûte, le manteau et le noyau.
Le plus profond forage sur Terre est de 12 km de profondeur en Russie à Zapoliarny dans la croûte continentale. Ce qui est très loin encore du manteau à près de 40 km de profondeur sous la croute continentale.
Un moyen naturel permet d’avoir des échantillons des profondeurs de la Terre : des morceaux de manteau peuvent remonter avec le magma. Ils sont alors conservé sous forme d’enclave (morceau) dans le basalte (lave refroidie) arrivé en surface.
Photo de gauche : Enclave de péridotite dans un galet de basalte trouvé dans la rivière Ardèche.. Les nodules de péridotites ne se trouvent pas dans toutes les zones basaltiques, certaines zones en France sont riches en enclaves comme le Velay.
Il existe différents types de péridotite, il s’agit ici d’une lherzolite (la plus commune) : elle contient trois minéraux, l’olivine (vert olive), l’orthopyroxène (noir) et le clinopyroxène (vert bouteille).
Péridotite et pyroxénite sont des exemples de xénolithes. Un xénolithe, du grec ancien xenos – étranger et lithos- roche, est une enclave d’une roche incluse dans une roche différente et dont elle n’est pas issue.
Le manteau supérieur est composé principalement de péridotite de type lherzolite. Mais pas seulement ! Il est constitué d’autres types de roches ultrabasiques en plus petites quantité comme ici avec la pyroxénite. Ainsi le manteau supérieur a une composition chimique hétérogène, il est constitué de plusieurs types de roches.
Classification des roches ultramafiques ou roches ultrabasiques. Ce sont des roches très pauvres en silice SiO2, moins de 45 % en masse, d’où leur caractère basique. Ce sont des roches riches en éléments ferro-magnésien.
On distingue les différentes roches ultrabasiques selon leur composition minérale : pourcentage relatif d’olivine, clinopyroxène et orthopyroxène.
La présence d’enclaves de péridotite en surface : une preuve d’absence de chambre magmatique.
Le magma basaltique chaud et liquide a une densité de 2,9, celle d’une péridotite est d’environ 3,3. Un nodule de péridotite, plus dense, devrait « couler » dans un magma basaltique.
S’il ne le fait pas, c’est qu’il est entrainé vers le haut par la vitesse ascensionnelle du basalte dont la viscosité n’est pas nulle. En cas de forte diminution de cette vitesse et de stagnation dans un réservoir, les nodules retomberaient et sédimenteraient au fond du réservoir magmatique.
S’il y a des nodules de péridotite qui atteignent la surface, c’est que le magma n’a jamais ralenti entre la zone d’arrachage des nodules dans le manteau supérieur (entre 100 et 40 km de profondeur) et la surface.
Ceci explique pourquoi certaines zones basaltiques ne contiennent pas d’enclaves dans leurs basaltes : si il y a un réservoir magmatique, les péridotites perdent alors leur vitesse ascensionnelle et sédimente au fond du réservoir.
Auteur(s) : Pierre-Jean Riou, professeur de SVT
Crédits photos : Pierre-Jean Riou
Publication : 12/10/2019
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