Examiner comment les plaques se déplacent dans le manteau terrestre et remark se forment les montagnes n’est pas une tâche facile. Certaines roches qui se sont enfoncées profondément à l’intérieur de la Terre puis en sont revenues peuvent apporter des réponses.
Les géoscientifiques analysent les roches des chaînes de montagnes pour reconstituer la manière dont elles se sont déplacées vers les profondeurs puis sont revenues à la surface area.
Cette histoire d’enfouissement et d’exhumation satisfied en lumière les mécanismes de la tectonique des plaques et de la development des montagnes. Certaines roches qui s’enfoncent profondément à l’intérieur de la Terre avec les plaques se transforment en différents varieties sous l’énorme pression qui y règne. Lors de cette métamorphose UHP (UHP : Extremely Large Force), la silice (SiO2) présente dans la roche par exemple devient coésite, également appelée polymorphe UHP du SiO2.
Bien qu’il s’agisse encore chimiquement de silice, les réseaux cristallins sont additionally serrés et donc plus denses. Lorsque les plaques remontent des profondeurs, les roches UHP remontent également à la surface area et peuvent être trouvées à certains endroits des montagnes. Leur composition minérale renseigne sur les pressions auxquelles ils ont été exposés lors de leur voyage vertical à l’intérieur de la Terre.
En utilisant la pression lithostatique comme unité de mesure, il est possible de corréler la pression et la profondeur : plus la pression est élevée, moreover les roches reposent profondément.
Jusqu’à présent, les recherches supposaient que les roches UHP étaient enfouies à une profondeur de 120 kilomètres. De là, ils sont revenus à la surface area avec les plaques.
Au cours du processus, la pression ambiante a diminué à un rythme stable, c’est-à-dire statiquement. Cependant, une nouvelle étude de l’Université Goethe de Francfort et des universités de Heidelberg et de Rennes (France) remet en question cette hypothèse d’une ascension longue et proceed. Parmi les personnes impliquées dans l’étude de l’Université Goethe de Francfort figuraient la première auteure, Cindy Luisier, location à l’université grâce à une bourse de recherche Humboldt, et Thibault Duretz, chef du groupe de travail sur la modélisation géodynamique au Département des géosciences.
L’équipe de recherche a analysé le schiste blanc du massif de Dora Maira dans les Alpes occidentales, en Italie. « Les schistes blancs sont des roches qui se sont formées à la suite de la métamorphose UHP d’un granite altéré hydrothermalement lors de la formation des Alpes », explique Duretz. « Ce qui les rend particuliers, c’est la grande quantité de coésite.
Les cristaux de coésite dans le schiste blanc mesurent plusieurs centaines de micromètres, ce qui les rend idéaux pour nos expériences. » Le morceau de schiste blanc du massif de Dora Maira contenait des grenats roses dans une matrice blanc argenté composée de quartz et d’autres minéraux. « La roche possède des propriétés chimiques et donc minéralogiques particulières », explique Duretz.
Avec l’équipe, il l’a analysé en découpant d’abord une tranche très good d’environ 50 micromètres d’épaisseur, puis en la collant sur du verre. De cette manière, il était attainable d’identifier les minéraux au microscope. L’étape suivante consistait à modéliser par ordinateur des zones spécifiques et particulièrement intéressantes.
Ces zones étaient des particules de silice entourées de grains de grenat rose, dans lesquels deux polymorphes SiO2 s’étaient formés. L’un d’eux était la coésite, qui s’était formée sous une très haute pression (4,3 gigapascals). L’autre polymorphe de silice était le quartz, qui s’étendait comme un anneau autour de la coésite.
Il s’était formé sous une pression beaucoup in addition faible (1,1 gigapascals). Le schiste blanc avait évidemment été exposé d’abord à une pression très élevée, puis à une pression beaucoup as well as faible. Il y avait eu une forte diminution de la pression ou une décompression.
La découverte la moreover importante a été que des fissures en forme de rayons rayonnaient dans toutes les instructions à partir des inclusions de SiO2 : résultat de la changeover de stage de la coésite au quartz. L’effet de cette changeover a été un changement critical de quantity et a provoqué d’importantes contraintes géologiques dans la roche. Ceux-ci ont provoqué la fracture du grenat entourant les inclusions de SiO2.
« De telles fissures radiales ne peuvent se previous que si le minéral hôte, le grenat, reste très résistant », explique Duretz. « A de telles températures, le grenat ne reste très résistant que si la pression chute très rapidement. » À l’échelle géologique, « très rapidement » signifie des milliers, voire des centaines de milliers d’années.
Durant cette « courte » période, la pression a dû chuter de 4,3 à 1,1 gigapascals. Autrement, le grenat aurait flué de manière visqueuse pour compenser le changement de quantity des inclusions de SiO2, au lieu de former des fissures.
Selon Duretz, l’hypothèse précédente selon laquelle la roche UHP atteint une profondeur de 120 kilomètres semble moins possible compte tenu de cette décompression rapide, automobile la remontée à partir d’une telle profondeur se déroulerait sur une longue période de temps, ce qui n’équivaut pas à une décompression élevée.
taux, dit-il. « Nous présumons plutôt que nos schistes blancs se trouvent à une profondeur de seulement 60 à 80 kilomètres », explique le géoscientifique. Et les processus en cours à l’intérieur de la Terre pourraient également être très différents de ceux supposés dans le passé.
Le fait que des unités rocheuses se déplacent continuellement vers le haut sur de grandes distances, depuis une profondeur de 120 kilomètres jusqu’à la floor, semble également moins possible qu’on ne le pensait auparavant. « Notre hypothèse est que des processus tectoniques rapides ont eu lieu, ce qui a conduit à des déplacements verticaux minimes des plaques. » Nous pouvons l’imaginer ainsi, dit-il : les plaques se sont soudainement légèrement soulevées à l’intérieur de la Terre, ce qui a entraîné une diminution de la pression entourant la roche UHP en un temps relativement court.
