• Géophysique: la déshydratation du manteau lithosphérique est responsable de tremblements de terre!____¤201706

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Dehydration-driven stress transfer triggers intermediate-depth earthquakes» sont publiés dans la revue Nature Communications, a permis de montrer comment la déshydratation du manteau lithosphérique peut provoquer des tremblements de terre.

     

    Rappelons tout d'abord que «les séismes intermédiaires, qui ont lieu entre 30 et 300 km de profondeur, ont été largement documentés dans les plaques océaniques en subduction». Ces séismes, qui se «produisent dans les plans de Wadati-Bénioff * supérieur et inférieur», avaient été «mis en évidence il y a près de 100 ans par Kiyoo Wadati, poète, météorologue et géologue japonais», mais leur mécanisme reste encore énigmatique.

     

    Notons ici que le plan supérieur de Wadati-Bénioff «est situé à proximité de l’interface de subduction, où le frottement de la plaque plongeante par rapport à la plaque chevauchante induit une intense déformation», tandis que «le plan inférieur, découvert dans les années 70, se localise dans le manteau lithosphérique plongeant, 15 à 40 km sous l’interface de subduction».



    Quand le manteau supérieur, «quasi-exclusivement constitué de péridotite, roche principalement composée d’olivine, minéral majoritairement fait d’oxygène, de magnésium et de silicium», est hydraté, les minéraux hydroxylés formés (c’est-à-dire comportant de l’eau dans leur structure cristalline), sont les serpentines.

     

    Cependant, «en contexte de subduction, à des températures dépassant 400°C, la seule serpentine stable est l’antigorite» et «la sismicité du plan de Wadati-Bénioff inférieur est bien corrélée à la déshydratation de l’antigorite, aux alentours de 600 °C». Comme «le lien de causalité restait à découvrir», l'étude ici présentée a eu pour objectif «de comprendre par quel mécanisme ces séismes sont déclenchés».

     

    Pour ce faire, «des péridotites artificielles ont été déshydratées pendant leur déformation dans des conditions typiques du manteau supérieur, à des pressions de 1,1 et 3,5 GPa, ce qui correspond à des profondeurs avoisinant 40 et 130 km». Ces expériences ont été effectuées avec «une presse triaxiale D-DIA, sous rayonnement synchrotron». Tandis que l'évolution de la contrainte était «suivie grâce à l’étude de la diffraction des rayons X», les émissions acoustiques étaient enregistrées pour constituer «la preuve de ruptures dynamiques, c’est-à-dire de séismes, dans l’échantillon pendant sa déformation et/ou déshydratation».



    Ainsi, de petits séismes ont été «déclenchés dans des échantillons comportant 5 % d’antigorite», les ondes enregistrées étant «émises lors de ruptures sismiques au sein du squelette d’olivine de l’échantillon déformé». De plus, il a été observé que «les microfailles associées sont scellées par des pseudotachylites, c’est-à-dire par de la roche fondue et solidifiée au moment du glissement sur la faille» et que «ces pseudotachylites contiennent des bulles d’eau, également présente dans les réseaux d’antigorite déshydratée».



    En fin de compte, cette étude, qui «démontre qu’un transfert de contrainte induit par déshydratation déclenche la fragilisation des roches du manteau», aboutit à réconcilier «des décennies d’études semblant contradictoires sur le lien entre séismes mantelliques et déshydratation de l’antigorite», puisqu'il apparaît qu'à une certaine échelle, «une fraction d’antigorite de seulement 5 % suffit à déclencher une sismicité, qui pourrait finalement être vue comme un indicateur du degré d’hydratation dans le manteau lithosphérique».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

     

    * Le plan de Wadati-Benioff

     

     

     


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