Les Bermudes ont un passé volcanique unique. Il y a environ 30 millions d'années, une perturbation dans la zone de transition du manteau a fourni le magma pour former la fondation volcanique maintenant dormante sur laquelle se trouve l'île. Crédit :Wendy Kenigsberg/Clive Howard – Université Cornell, modifié de Mazza et al. (2019)
Loin en dessous des plages de sable rose et des marées turquoise des Bermudes, les géoscientifiques ont découvert la première preuve directe que des matériaux provenant des profondeurs de la zone de transition du manteau terrestre, une couche riche en eau, cristaux et roche fondue—peuvent percoler à la surface pour former des volcans.
Les scientifiques savent depuis longtemps que les volcans se forment lorsque les plaques tectoniques (qui se déplacent au-dessus du manteau terrestre) convergent, ou à la suite de panaches du manteau qui s'élèvent de la frontière noyau-manteau pour former des points chauds sur la croûte terrestre. Mais obtenir des preuves que la matière émanant de la zone de transition du manteau, entre 250 et 400 miles (440-660 km) sous la croûte de notre planète, peut provoquer la formation de volcans est une nouveauté pour les géologues.
"Nous avons trouvé une nouvelle façon de fabriquer des volcans. C'est la première fois que nous trouvons une indication claire de la zone de transition au plus profond du manteau terrestre que les volcans peuvent se former de cette façon, " a déclaré l'auteur principal Esteban Gazel, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Université Cornell. La recherche publiée dans La nature .
"Nous nous attendions à ce que nos données montrent que le volcan était une formation de panache du manteau - une remontée du manteau plus profond - tout comme c'est le cas à Hawaï, " dit Gazel. Mais il y a 30 millions d'années, une perturbation dans la zone de transition a provoqué une remontée de matière magmatique à la surface, formant un volcan désormais endormi sous l'océan Atlantique, puis formant les Bermudes.
En utilisant un 2, Échantillon de carotte de 600 pieds (plus de 700 mètres) - foré en 1972, logé à l'Université Dalhousie, Nouvelle-Écosse—co-auteur Sarah Mazza de l'Université de Münster, en Allemagne, évalué la section efficace pour les isotopes, oligo-éléments, preuve de la teneur en eau et d'autres matières volatiles. L'évaluation a fourni une évaluation géologique, histoire volcanique des Bermudes.
« J'ai d'abord soupçonné que le passé volcanique des Bermudes était spécial lorsque j'ai échantillonné la carotte et remarqué les diverses textures et la minéralogie préservée dans les différentes coulées de lave, " a déclaré Mazza. "Nous avons rapidement confirmé des enrichissements extrêmes dans les compositions d'oligo-éléments. C'était passionnant de revoir nos premiers résultats... les mystères des Bermudes ont commencé à se dévoiler."
Dans une tranche microscopique à polarisation croisée d'une carotte, le cristal bleu et jaune est du titane-augite, entouré d'une masse terrestre de minéraux, qui comprennent des feldspaths, phlogopite, spinelle, pérovskite et apatite. Cet assemblage suggère que la source du manteau – riche en eau – a produit cette lave. Crédit :Gazel Lab/Fourni
A partir des carottes, le groupe a détecté des signatures géochimiques de la zone de transition, qui comprenait de plus grandes quantités d'eau enfermées dans les cristaux que celles trouvées dans les zones de subduction. L'eau dans les zones de subduction se recycle à la surface de la Terre. Il y a suffisamment d'eau dans la zone de transition pour former au moins trois océans, selon Gazel, mais c'est l'eau qui aide la roche à fondre dans la zone de transition.
Les géoscientifiques ont développé des modèles numériques avec Robert Moucha, professeur agrégé de sciences de la Terre à l'Université de Syracuse, découvrir une perturbation dans la zone de transition qui a probablement forcé le matériau de cette couche profonde du manteau à fondre et à percoler à la surface, dit Gazel.
Malgré plus de 50 ans de mesures isotopiques dans les laves océaniques, les isotopes particuliers et extrêmes mesurés dans le noyau de lave des Bermudes n'avaient jamais été observés auparavant. Encore, ces compositions isotopiques extrêmes ont permis aux scientifiques d'identifier la source unique de la lave.
"Si nous commençons à regarder plus attentivement, Je crois que nous allons trouver ces signatures géochimiques dans plus d'endroits, " a déclaré le co-auteur Michael Bizimis, professeur agrégé à l'Université de Caroline du Sud.
Gazel a expliqué que cette recherche fournit une nouvelle connexion entre la couche de la zone de transition et les volcans à la surface de la Terre. "Avec ce travail, nous pouvons démontrer que la zone de transition de la Terre est un réservoir chimique extrême, " a déclaré Gazel. "Nous commençons à peine à reconnaître son importance en termes de géodynamique globale et même de volcanisme."
A déclaré Gazel:"Notre prochaine étape consiste à examiner plus d'emplacements pour déterminer la différence entre les processus géologiques qui peuvent entraîner des volcans intraplaques et déterminer le rôle de la zone de transition du manteau dans l'évolution de notre planète."
