Épaisseur de la croûte océanique à partir des mesures sismiques et des inversions d’éléments de terres rares

Les résultats de réfraction sismique montrent que la section ignée de la croûte océanique est en moyenne de 7,1 ± 0,8 km d’épaisseur loin des régions anormales telles que les zones de fracture et les points chauds, avec des limites extrêmes de 5,0 à 8,5 km. Les inversions d’éléments de terres rares de la distribution de la fonte dans la région de la source du manteau suggèrent qu’une fonte suffisante est générée sous les centres d’épandage océaniques normaux pour produire une croûte ignée de 8,3 ± 1,5 km d’épaisseur. La différence entre les estimations d’épaisseur provenant de la sismique et des inversions d’éléments de terres rares n’est pas significative compte tenu des incertitudes dans la composition de la source du manteau, bien qu’elle soit de l’ampleur à laquelle on s’attendrait si des fractions de fusion partielles d’environ 1% restaient dans le manteau et n’étaient pas extraites vers la croûte sus-jacente. L’épaisseur ignée déduite augmente à 10,3±1.7 km (mesures sismiques) et 10,7 ±1,6 km (inversions d’éléments de terres rares) où les centres d’épandage croisent les régions de panaches de manteau plus chauds que la normale entourant le manteau. Ceci est compatible avec la génération de fonte par décompression du manteau plus chaud lorsqu’il monte sous les centres d’épandage. Les volumes de fusion déduits maximaux se trouvent sur les crêtes asismiques directement au-dessus des noyaux ascendants centraux des panaches du manteau, et en moyenne 20 ±1 et 18 ±1 km pour les profils sismiques et les inversions d’éléments de terres rares, respectivement. Les mesures sismiques et les inversions d’éléments de terres rares montrent des preuves d’un amincissement local variable de la croûte sous les zones de fracture, bien que certains basaltes récupérés dans les zones de fracture ne soient pas distinguables géochimiquement de ceux générés sur des segments de crête normaux éloignés des zones de fracture. Ceci est cohérent avec un modèle où la masse fondue générée sous les crêtes d’étalement est redistribuée vers des centres intrusifs le long de l’axe de la crête, d’où elle peut s’écouler latéralement le long de l’axe au niveau de la croûte ou de la surface. La masse fondue peut parfois s’écouler dans les creux bathymétriques associés aux zones de fracture. La croûte océanique créée sur des crêtes à propagation très lente, et dans les régions adjacentes à certaines marges continentales où le rifting était initialement très lent, présente une croûte anormalement mince à la suite de mesures sismiques et une génération de fonte inhabituellement faible à partir d’inversions d’éléments de terres rares. Nous attribuons la diminution de la fonte du manteau sur les crêtes à propagation très lente à la perte de chaleur conductrice qui permet au manteau de se refroidir lorsqu’il monte sous la faille.

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