• Géologie: une série d'expériences prouve que l'origine des séismes profonds est due aux transformations de phases de l’olivine!____¤201309

     

    Une étude, dont les résultats ont été publiés le 20 septembre 2013 dans la revue Science, prouve expérimentalement l’hypothèse, qui imputait l'origine des séismes profonds aux transformations de phases de l'olivine, le principal minéral constituant le manteau terrestre.

     

    Alors que la physique des séismes superficiels est aujourd'hui relativement bien décrite par les théories de la rupture et du glissement sur les failles, il faut savoir que cette physique ne s’applique pas au cas des séismes profonds, dont les foyers (hypocentres) sont compris entre 400 et 700 km de profondeur. En effet, la pression, qui excède alors la centaine de milliers de bars, «est telle que si une fracture s’initiait, elle ne pourrait pas glisser et être à l’origine de l’émission d’ondes sismiques».

     

    Cependant, une théorie alternative, avancée il y a une cinquantaine d’années, attribue l'origine de ces séismes profonds à l’olivine (MgFe2SiO4), qui se transforme, à l’équilibre, en wadsleyite à 410 km, puis en ringwoodite à 530 km (si leur composition chimique est la même, leur structure cristalline est «de plus en plus compacte au fur et à mesure que la pression augmente avec la profondeur»).

     

    Jusqu'à présent, cette hypothèse demeurait «activement débattue du fait notamment de l’absence d’un modèle physique convaincant ou de preuves expérimentales permettant de relier transformation de phases minéralogiques et fracturation dans ces conditions extrêmes de pression et de température».

     

    Désormais, la série d’expériences, réalisée avec une presse gros volume installée sur une des lignes synchrotron de l’APS (advanced photon source, Argonne, Ilinois, USA), apporte la preuve expérimentale qui manquait jusqu’alors. Elle a consisté «à déformer une roche synthétique constituée d’un agrégat compact de cristaux d’olivine de germanium (Mg2GeO4), un analogue structural de l’olivine naturelle, à des pressions de 2 à 5 gigapascals (20 à 50 mille bars) et des températures avoisinant les 900°-1000°C» (Cet analogue, qui se transforme à plus basse pression que l’olivine naturelle, «permet de travailler sur des échantillons de plus gros volume»).

     

    Il est alors apparu «que la transformation de l’olivine de germanium vers sa forme de plus haute pression peut s’accompagner de la nucléation et de la propagation de fractures», cette propagation se faisant «suffisamment vite pour émettre d’intenses ondes ultrasoniques qui, bien qu’émises par des fractures millimétriques, présentent de remarquables similitudes avec les séismes profonds». En effet, comme pour eux, les ondes indiquent «que le mécanisme de rupture à la source s’effectue en cisaillement pur» et, en outre, «la distribution entre le nombre d’événements acoustiques et leur magnitude» suit la loi de Gutenberg-Richter, «une loi statistique observée de manière universelle en sismologie».

     

    La démonstration est complétée par le fait «qu’une même fracture initiée dans l’échantillon n’est jamais réactivée, ce qui n’est pas sans rappeler une caractéristique unique des séismes profonds, à savoir la quasi-absence de répliques».

     

     


    Tags Tags : , , , , , , , , , , , , ,
  • Commentaires

    Aucun commentaire pour le moment

    Suivre le flux RSS des commentaires


    Ajouter un commentaire

    Nom / Pseudo :

    E-mail (facultatif) :

    Site Web (facultatif) :

    Commentaire :