Des chercheurs au Japon et en Allemagne ont identifié des traces microscopiques de fusion dans un fragment de roche ancienne prélevé sur le plateau du Colorado. Publiée dans le Journal of Petrology, cette étude apporte des indices inédits sur l’histoire géologique profonde de la région.
La lawsonite libère l’eau en profondeur
Sous de fortes pressions et à des températures relativement basses, le minéral appelé lawsonite stocke l’eau au sein de sa structure cristalline. Ce minéral la transporte en profondeur lorsque les plaques tectoniques s’enfoncent les unes sous les autres. Lorsqu’elle subit une élévation de température, la lawsonite se désintègre et libère cette eau.
Ce processus entraîne la fusion partielle des roches environnantes. L’étude menée par des scientifiques de l’Université de Tohoku, de JAMSTEC, de l’Université de Bayreuth et de l’Université d’Ehime observe ce mécanisme dans un échantillon naturel. « Ce qui rend cette découverte particulièrement intéressante est que nous avons trouvé ce que nous pensons être la première preuve de la lawsonite libérant de l’eau et provoquant une fusion partielle dans une roche naturelle », a déclaré le professeur Tatsuki Tsujimori de la Graduate School of Science de l’Université de Tohoku. « Ces minuscules traces de fusion peuvent nous aider à reconstituer ce qui s’est passé en profondeur sous le plateau du Colorado il y a des millions d’années. »
Un épisode thermique daté de l’Oligocène
Il y a environ 28 millions d’années, la plaque Farallon s’enfonçait sous l’Amérique du Nord et libérait de l’eau dans le manteau environnant. Ce phénomène, connu sous le nom de « Grande Hydratation », a favorisé la surélévation de la région ainsi que des éruptions puissantes qui ont propulsé des roches des profondeurs vers la surface.
Pour comprendre ce transport, l’équipe a analysé une xénolithe d’éclogite, une roche formée sous haute pression à l’intérieur de la Terre. À l’aide de microscopes à haute résolution, les chercheurs ont détecté des transformations inhabituelles dans l’omphacite et des poches de verre riche en silice. Ces observations indiquent que la roche a été chauffée à des températures supérieures à 800 °C.
Un trajet en deux étapes vers la surface
Bien que la lawsonite d’origine ait disparu, elle a laissé des structures minérales distinctes. Les calculs estiment que ce chauffage intense a pu durer moins de 10 ans si la roche est entrée en contact direct avec du magma brûlant à environ 1100 °C.
L’analyse suggère que l’échantillon a gagné la surface en deux temps distincts. Du magma chaud l’a d’abord transporté vers le haut tout en le chauffant, avant que la roche ne refroidisse à une profondeur inférieure à environ 60 kilomètres. Un événement volcanique ultérieur a ensuite achevé de la remonter vers la surface.