Sur la Terre actuelle, la subduction des plaques modifie continuellement la composition chimique du manteau convectif, et diverses sources du manteau liées à ces processus ont été largement étudiées. Cependant, quand l’hétérogénéité chimique globale du manteau convectif est-elle apparue pour la première fois dans l’histoire géologique de la Terre ? Comment l’évolution géodynamique de la Terre a-t-elle pu influencer la composition chimique du manteau convectif au fil du temps ?
Des chercheurs de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS), ainsi que des collaborateurs d’Australie, de Suisse et des États-Unis, ont tenté de répondre à ces questions grâce à une solide compilation de données géochimiques et isotopiques sur les roches basaltiques intracontinentales au cours du dernier milliard d’années. années.
« Cette étude met en lumière le cycle à long terme des matériaux à l’intérieur de la Terre sur des échelles de temps géologiques », a déclaré le professeur Liu He de l’IOCAS, auteur correspondant de l’étude.
L’étude a été publié dans Avancées scientifiques le 16 octobre.
L’analyse statistique des compositions des basaltes intracontinentaux indique que les basaltes intracontinentaux avec des signatures géochimiques enrichies en isotopes néodyme (Nd) (εNd
Étant donné que les emplacements paléogéographiques des basaltes et kimberlites intracontinentaux enrichis indiquent que l’enrichissement du manteau n’était pas affecté par la distance des zones de subduction, les chercheurs ont proposé que les signatures enrichies dans ces basaltes et kimberlites intracontinentaux provenaient d’événements de subduction plus anciens et plus éloignés.
La tectonique des plaques de style moderne, marquée par la subduction de la croûte continentale et la rupture profonde des plaques, a commencé à la fin du Néoprotérozoïque (il y a environ 600 à 700 millions d’années). Sous le régime tectonique moderne, une subduction froide généralisée et une subduction de la croûte continentale, ainsi qu’un flux de subduction accru lors de l’assemblage des supercontinents, ont introduit des matériaux de la croûte et du manteau supérieur dans le manteau inférieur. Après plus de 300 millions d’années, ces dalles subductées pourraient être transportées vers le manteau supérieur via les remontées d’eau du manteau.
« Ce processus pourrait avoir fondamentalement modifié la composition du manteau de convection et contribué à la formation de magmas enrichis, conduisant finalement à une hétérogénéité chimique du manteau à l’échelle mondiale », a déclaré le Dr Chen Qian de l’IOCAS, premier auteur de l’étude.
La découverte de magmas intraplaques enrichis dérivés du manteau apparaissant env. Selon les chercheurs, 300 millions d’années après le début de la tectonique des plaques moderne fournissent des informations importantes sur les processus, pilotés par la tectonique des plaques, impliqués dans la diversité de la composition du manteau convectif de la Terre.
« Le calendrier correspond aux modèles suggérant qu’il faut un temps considérable pour que les matériaux subduits affectent la composition du manteau supérieur à travers ces processus dynamiques », a déclaré le professeur Liu.
Plus d’informations :
Qian Chen et al, Perturbations globales du manteau suite à l’apparition de la tectonique moderne des plaques, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adq7476