Formation de la planète mars: "mantle overturn"
Par Benje le lundi, juillet 27 2009, 19:59 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Des chercheurs de l’ULB mettent en évidence un "mantle overturn » lors des 1ers stades de formation de la planète mars.
Le Département des Sciences de la Terre et de l’Environnement - Faculté
des sciences de l’Université libre de Bruxelles a mis en évidence
l’existence d’un "mantle overturn" lors des premiers stades de
formation de la planète Mars. S’appuyant sur deux outils différents
(géochimie et modélisation numérique), leur recherche coordonnée par Vinciane DEBAILLE, chargé de recherche FNRS à l’ULB, est publiée dans la revue Nature Geosciences du mois d’août.
Qu’est ce qu’un "mantle overturn" ? Lorsqu’une planète de type
terrestre (c'est-à-dire rocheuse) se forme, elle est une boule de magma
(= un océan magmatique). Contrairement à ce qu’on pense souvent, la croûte terrestre ne flotte pas sur du magma.
En effet, le manteau terrestre est bel et bien solide ; visqueux, mais
solide, tel de la plasticine. Mais ce n’était pas le cas au début de la
formation du système solaire, quand l’énergie libérée par l’accrétion des planètes (c'est-à-dire l’assemblage d’astéroïdes formant des planètes de plus en plus grosses) a permis aux planètes d’être complètement fondues.
Lorsque cet océan magmatique cristallise, toujours de la base vers le
haut, les premiers cumulats formés, à la base du manteau, sont riches
en Mg. Au fur et à mesure de la cristallisation, les liquides résiduels
sont enrichis en Fe et sont plus denses que les premiers cumulats
riches en Mg. Un gradient de densité instable apparaît (cumulats plus
lourds en haut), qui peut résulter en un "mantle overturn",
c'est-à-dire une inversion à très large échelle des cumulats, afin de
rétablir un gradient de densité stable.
Cette inversion de cumulats est prédite de manière théorique, mais,
sous la direction de l’ULB, les chercheurs proposent que la signature
géochimique particulière des nakhlites, une variété de météorites
martiennes, ne puisse être expliquée que par un "mantle overturn". En
effet, leur signature géochimique nécessite que du grenat, un minéral
dense courant dans le manteau des planètes, ait été extrait de la
source des nakhlites. Pour que ce soit possible, il faut que la source
des nakhlites ait été refondue de manière intense après avoir
cristallisé.
Les chercheurs suggèrent que cela est possible lors d’un mantle overturn
En effet, les cumulats profonds qui remontent brusquement vont fondre
par décompression adiabatique, c'est-à-dire sans apport de chaleur,
mais juste avec la décompression subie. Un modèle numérique a donc été
développé pour tester cette hypothèse (voir figure cidessous).Le
résultat indique qu’en effet, certaines portions du manteau martien
peuvent fondre jusqu'à 65% lors d’un mantle overturn, ce qui est
amplement suffisant pour réduire leur viscosité et ainsi permettre
l’extraction de grenat par gravité.