Géologie :la formation de nouvelle lithosphère océanique

Bonjour à tous.

Une question d'un TP me pose problème.
La voici : Les minéraux alcalins (ex: plagioclases) sont hygromagmatophiles, c'est-à-dire qu'ils sont les premiers à fondre. Expliquer alors la différence de composition chimique entre les péridotites du manteau et les roches de la croûte océanique.

Mon Raisonnement:
Je sais que: - Les roches de la croûte océanique à l'image du basalte et du gabbro sont composées d'olivine, de pyroxène, de plagioclases (et de verre pour le basalte)
- Les péridotites du manteau sont composées d'olivine et de pyroxène

Mais là je sèche.

Répondez moi vite. =)

Merci
Elito

Au niveau d'une dorsale, il y a une fusion partielle des péridotites. Le magma obtenu a donc une composition différente d'une péridotite entièrement fondue. En refroidissant, il va donner naissance à du basalte (et à du gabbro).

Merci de la réponse

cela dit j'ai n'ai pas compris :
"le magma obtenu a donc une composition différente d'une péridotite entièrement fondue".
Le magma obtenu est-il le résultat de la fonte des péridotites ?

la réponse donnée est-elle complète pour répondre à la question ou faut-elle la creuser ?

Les péridotites ne fondent pas entièrement. Comme la question le précise, ce sont les minéraux "hygromagmatophiles" qui fondent en premier. On a donc un mélange de matière solide et liquide, et c'est ce liquide qui forme le magma remontant vers la surface. Si ce liquide refroidit lentement (dans la chambre magmatique) il forme une roche grenue (gabbro) et s'il refroidit lentement il forme une roche microlitique (basalte). Gabbro et basalte contiennent un pourcentage plus élevé de silicium, aluminium et fer qu'une pérodotite, preuve que tous les éléments minéraux des pérodotites ne fondent pas pour former un magma.

Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi dans les péridotites il n'y a pas de plagioclases et que dans les roches de la croûte océanique il y en a.

Tous les cristaux de la péridotite ne fondent pas : le liquide obtenu n'a donc pas la composition d'une péridotite. Les atomes qui se trouvent dans ce liquide vont se réorganiser différemment et former de nouveaux cristaux (olivine et plagioclase). Pour prendre une image simple, un poulet qui rôti "fond" partiellement : on peut récupérer la graisse. Cette graisse peut se solidifier si la température diminue, et elle ne va pas reformer du poulet...

Donc la fonte d'olivine et de pyroxène, donne naissance à un liquide qui en se solidifiant devient du plagioclase et de l'olivine. c'est bien ça ?
Cela dit a quoi cela sert-il alors de dire que les plagioclases sont hygromagmatophiles si ils ne sont pas présents dans la péridotite du manteau alors que le magma se forme dans le manteau ?

J'ignore dans quel sens ton professeur emploie le terme "hygromagmatophile", n'ayant pas assisté à ses cours. Ce terme s'utilise notamment dans deux cas :

1. Il désigne des éléments chimiques produits par la fusion des péridotites du manteau, lorsqu'elles entrent en contact avec l'eau libérée par une lithosphère océanique en subduction.

2. Il désigne les éléments chimiques qui se concentrent dans les liquides issus de la fusion des roches.

Dans tous les cas, et c'est personnel, je ne parlerai pas de minéraux hygromagmatophiles, mais d'éléments chimiques hygromagmatophiles, et c'est la cristallisation de ces éléments qui conduit à la formation de feldspath plagioclase par exemple.

Donc pour résumer : au niveau des dorsales il y a une fusion des péridotites, ce liquide remonte à la surface plus ou moins lentement.
Une fois solidifié ce magma donne naissance a un nouveau minéral le plagioclase tout en conservant les minéraux d'olivine et de pyroxène. Ceci explique donc la différence de composition chimique entre les péridotites du manteau et les roches de la croûte océanique, ainsi que la provenance du plagioclase présent dans les roches de la croûte océanique et non dans les péridotites du manteau.

C'est bien cela ?

Merci

Donc pour résumer : au niveau des dorsales il y a une fusion partielle des péridotites, ce liquide remonte à la surface plus ou moins lentement.
Une fois solidifié ce magma donne naissance a un nouveau minéral le plagioclase tout en conservant les minéraux d'olivine et de pyroxène (Ils n'ont pas été "conservés" : ils se sont reformés à partir des éléments chimiques du magma). Ceci explique donc la différence de composition chimique entre les péridotites du manteau et les roches de la croûte océanique, ainsi que la provenance du plagioclase présent dans les roches de la croûte océanique et non dans les péridotites du manteau.

C'est bien cela ? Oui

Merci beaucoup

j'ai une deuxième question pour exploiter un document:
à quelle température la péridotite commence-t-elle à fondre ?
à quelle température la péridotite est entièrement fondue ?

Pour répondre à cette question je possède le solidus, le liquidus, le géotherme de la dorsale et de la plaine abyssale tout cela en fonction de la témperature de la pression et de la profondeur.

J'ai donc pensé que la péridotite commence à fondre juste à la limite du solidus mais je ne sais pas comment je peux déterminer à quelle température la péridotite est entièrement fondue ?

La température de fusion d'une roche dépend de la pression qu'elle subit et de la présence ou non d'eau. C'est pour cela qu'il existe des diagrammes de fusion. En général ces diagrammes contiennent aussi la courbe du solidus sec (c'est la limite entre la roche entièrement solide et la roche qui commence à fondre). Le liquidus indique les conditions nécessaires à une fusion totale de la roche. Sur ton diagramme tu peux constater que plus la pression est faible (avec la diminution de la profondeur), moins la température de fusion est élevée.

Tu as raison quand tu écris que la roche commence à fondre dès qu'elle "franchit" la limite du solidus. Elle sera entièrement fondue dès qu'elle aura "franchit" la limite du liquidus. N'ayant pas tes documents sous les yeux, je ne peux pas être plus précis. En général, on estime que c'est vers 80 km de profondeur sous la dorsale que se produit la fusion des péridotites.

Pour revenir à ma première question: la prof de svt nous dit: pourquoi y-a-t-il plus d'atomes dans les roches de la croûte océanique que dans les péridotites du manteau ?

Je suis un peu surpris par la question. Les péridotites du manteau subissent une très forte pression et la densité de matière y est plus élevée que dans la croûte océanique. Le basalte a une densité d'environ 2,9 alors que celle des pérodotites est de 3,4. Je serais donc tenté de dire qu'il y a davantage d'atomes dans 1 mm3 de péridotite que dans 1 mm3 de basalte.

Il me semble qu'il y avait un rapport avec la cristalisation fractionnée

Il y a peut-être plus de minéraux différents dans le basalte que dans la péridotite, mais à part ça je ne vois pas où ta prof veut en venir.