Manteau (geologie)

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Manteau (geologie)

Manteau (géologie)

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Structure de la Terre. 1. cro√Ľte continentale, 2. cro√Ľte oc√©anique, 3. Manteau sup√©rieur, 4. Manteau inf√©rieur, 5. noyau externe, 6. noyau interne, A : Discontinuit√© de Mohorovicic, B: Discontinuit√© de Gutenberg, C: Discontinuit√© de Lehmann

Le manteau, en g√©ologie, est une couche interm√©diaire entre le noyau plan√©taire et la cro√Ľte terrestre.

Le manteau repr√©sente un peu plus de 80 % du volume de la Terre et environ 65 % de sa masse. Il est s√©par√© de la cro√Ľte par la discontinuit√© de Mohorovicic (terme fr√©quemment abr√©g√© en moho), et du noyau par celle de Gutenberg. Ces discontinuit√©s marquent un contraste de densit√© entre les couches qu'elles s√©parent et portent chacune le nom du sismologue qui les a d√©couvertes.

On distingue (en géochimie) un manteau supérieur, source des MORB (pour Mid-Ocean Ridge Basalts, les basaltes de dorsale) et un manteau inférieur source des OIB (Ocean Island Basalts, issus de points chauds tels Hawaii ou La Réunion).

D'un point de vue min√©ralogique, la transition manteau sup√©rieur vers manteau inf√©rieur est marqu√©e par la transition de phase Olivine structure spinelle (Ringwoodite) en Perowskite + Magn√©sow√ľstite et s'effectue √† 670 km de profondeur (environ 25 gigapascals soit 250 000 atmosph√®res). Cette discontinuit√© est visible √©galement par les ondes sismiques. Le manteau inf√©rieur, d'une √©paisseur d'environ 2100 km, s'√©tend jusqu'au noyau externe.

Le manteau sup√©rieur est divis√© en deux parties s√©par√©es par une zone dans laquelle les ondes sismiques sont ralenties : la low velocity zone. La partie sup√©rieure, du moho jusqu'√† la LVZ est appel√©e manteau lithosph√©rique (du fait de son comportement plus cassant). La partie inf√©rieure, dite manteau asth√©nosph√©rique a un comportement ductile.

Composition du manteau terrestre

Le manteau est constitu√© d'un agr√©gat de cristaux d'olivine, de pyrox√®nes et d'autres composants basiques. Avec la profondeur, la pression et la temp√©rature augmentent et les min√©raux √©voluent au cours de transitions de phases. Vers 400 km, l'olivine se transforme en wadsleyite : c'est l'entr√©e de la zone de transition observ√©e par les sismologues, du fait du saut de vitesses sismiques. Vers 500 km, une nouvelle phase se met en place, la ringwoodite mais est difficilement observ√©e. Ensuite, √† 670 km appara√ģt la perovskite, qui est le constituant majeur du manteau. Il existe aussi d'autres transitions, notamment pour les pyrox√®nes ou le passage √† la phase de tr√®s haute pression qu'est la post-perovskite.

Les processus de déformations de ces minéraux sont encore mal connus, surtout à grande profondeur. Cependant, il est raisonnablement admis que l'olivine se déforme suivant des plans cristallins dans lequel des dislocations peuvent bouger.

Convection dans le manteau

La Terre possède une chaleur importante du fait de la radioactivité et de la chaleur d'accrétion initiale. Elle se refroidit en évacuant la chaleur à sa surface.
Pour cela, on connait trois m√©canismes : conduction thermique, convection, transfert radiatif. Au niveau du manteau terrestre, la majeure partie du flux de chaleur est √©vacu√©e par la mise en mouvement des roches. En effet, du fait de la production de chaleur li√©e aux d√©sint√©grations radioactives et du flux provenant du noyau (faible), le fluide devient plus l√©ger et la convection a lieu. Ces mouvements √† l'√©tat solide sont √† l'origine des mouvements des plaques lithosph√©riques et des points chauds.

La physique de ce phénomène est complexe. En effet, les propriétés physiques des matériaux solides sont très différentes de celle de l'eau ou de l'air par exemple.

Fusion partielle et volcans

Le manteau terrestre est solide mais néanmoins visqueux (au sens physique du terme).
La partie du manteau supérieur faisant partie de la lithosphère est solide, le restant du manteau supérieur est plastique. Le manteau inférieur est plus fortement visqueux.

La production de magma s'effectue au niveau de zones de fusion partielle. Les principales zones sont les zones d'accrétion (ou dorsales océaniques), les zones de subduction et les points chauds. De petites zones du manteau supérieur, fondent partiellement, et remontent dans des chenaux vers la surface pour donner naissance à des volcans.


La Terre : structure interne ¬∑ hydrosph√®re ¬∑ relief ¬∑ atmosph√®re
noyau ~ manteau ~ asth√©nosph√®re ~ lithosph√®re ~ cro√Ľte terrestre
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