Étude des relations entre le géoïde, la profondeur axiale et la composition en éléments majeurs des basaltes des dorsales océaniques

par Pascal Lecroart

Thèse de doctorat en Géophysique interne

Sous la direction de Anny Cazenave.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le géoïde et la profondeur des fonds océaniques présentent des variations témoins de la dynamique interne du manteau terrestre. La composition en éléments majeurs des basaltes des dorsales océaniques (morbs) dépend de la température et de la composition du manteau, elles-mêmes dépendantes de la convection mantellique. La cristallisation fractionnée a faible profondeur oblitère le signal géochimique. Ses effets sont corriges suivant un modèle base sur l'indice de fractionnement feo#/mgo. Le sodium résiduel pressente une corrélation négative avec la profondeur axiale le long des dorsales médio-atlantique et est-pacifique et avec le géoïde le long de la dorsale médio-atlantique. Ces corrélations sont significatives a plus de 99% et concernent les longueurs d'onde supérieures à 2000 km. A de telles longueurs d'onde, l'association géoïde - sodium résiduel révèle le contrôle de la convection a grande échelle sur la composition en éléments majeurs des morbs. L'absence de corrélation entre le sodium résiduel et le rapport k#2o/tio#2 utilise comme indicateur d'hétérogénéités mantelliques, est un argument en faveur d'un contrôle thermique. La topographie des fonds océaniques résulte d'une part de la présence de variations de densité dans la croute et le manteau supérieur, et d'autre part de la topographie dynamique liée a la convection mantellique. L'amplitude de la topographie dynamique est débattue tant l'erreur sur la caractérisation des anomalies superficielles de densité est importante. Le processus de fusion partielle sous les dorsales détermine la structure en densité de la croute et des couches superficielles du manteau. La teneur en sodium résiduel est fonction du taux de fusion et donne une indication des densités et des épaisseurs recherchées. La profondeur de la dorsale est calculée par compensation isostatique a partir des informations obtenues. Le long des dorsales médio-atlantique, est-pacifique et sud-est indienne, la topographie résiduelle, définie comme la différence entre la profondeur axiale observée et celle obtenue par compensation isostatique, possède une amplitude de 426 mètres r. M. S. Elle contient la topographie dynamique associée a la convection mantellique. Cette faible amplitude apporte une contrainte importante aux modèles de circulation mantellique.

  • Titre traduit

    Investigation of the relations between the axial depth, the geoid and the major-element composition of the ocean ridge basalts


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