Recherche menée par un Ph.D. Un étudiant de la Wits School of Geosciences révèle que les chambres magmatiques basaltiques peuvent se développer sous la forme de grands corps de fonte sans cristal dans la croûte terrestre. Cette étude remet en question un paradigme récemment apparu selon lequel les chambres magmatiques sont d'énormes masses de bouillie riche en cristaux - en d'autres termes, cristaux avec juste une très petite quantité de matière fondue.

Tenter de comprendre les processus qui opèrent dans les chambres magmatiques de la croûte de notre planète est incroyablement difficile car ils sont cachés des observations directes. Les géologues doivent suivre une approche indirecte pour étudier ces caractéristiques, comme l'examen de leurs anciens restes fossilisés qui sont exposés à la surface de la Terre après des millions d'années d'érosion.

Examiner l'état du magma dans une chambre est très exigeant, car elle nécessite l'étude du contact même entre les marges cristallisantes des corps magmatiques (appelées aussi fronts de solidification) et leurs intérieurs liquides.

Les difficultés de compréhension du comportement des fronts de solidification peuvent heureusement être surmontées en étudiant un type de roche particulièrement fascinant, appelée magnétite massive, du complexe Bushveld en Afrique du Sud.

"La magnétitite contient du chrome qui est un indicateur extrêmement sensible des processus de la chambre magmatique et peut être utilisé pour étudier les fronts de solidification de manière extrêmement détaillée, " dit Willem Kruger, un doctorat étudiant qui a mené l'étude.

"En cartographiant la distribution du chrome dans la magnétite sur le terrain, nous pouvons observer les schémas de propagation bidimensionnels des fronts de solidification à une échelle jamais réalisée auparavant."

Kruger et son doctorat superviseur, Professeur Raïs Latypov, ont constaté que tout le liquide dégagé est efficacement éliminé du front de solidification de la magnétite au fur et à mesure qu'il se propage vers l'intérieur de la chambre. "Cela est dû à la convection de composition extrêmement efficace qui se produit pendant la cristallisation de la magnétite. Le processus entraîne la propagation du front de solidification sous la forme d'une surface presque complètement solide." dit Latypov.

Cette recherche montre qu'une convection compositionnelle aussi puissante peut inhiber la formation de bouillies riches en cristaux dans les chambres magmatiques basaltiques.

Il y a de nombreuses raisons de croire que ce processus n'est pas unique aux couches de magnétite du complexe de Bushveld, mais qu'il fonctionnera probablement également dans d'autres types de roches, par exemple, dans les couches de chromitite économiquement importantes du Bushveld.

"Nos résultats plaident donc en faveur de l'existence de grandes, des chambres magmatiques à dominance liquide cachées dans la croûte terrestre, " dit Kruger.