N. Hilairet - 2007
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N. Hilairet - 2007

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Description :

Rôle des serpentines dans la dynamique des zones de subduction : approche expérimentale à Haute Pression et Haute Température.

Les zones de subduction sont l’expression en surface de la convection terrestre. Ce sont des marges actives auxquelles sont associés magmatisme, volcanisme et sismicité. Elles participent aux cycles des éléments volatils, notamment l’eau, entre atmosphère et terre profonde, puisque de grandes quantités de matériel lithosphérique hydraté sont recyclées dans le manteau. Les serpentines, résultant de l’hydratation des minéraux mantelliques, méritent une attention particulière. Elles sont parmi les minéraux les plus hydratés entraînés en subduction, donc un acteur majeur dans le transport de l’eau dans le manteau terrestre. Les serpentinites, avec une faible viscosité, pourraient d’autre part jouer un rôle déterminant dans la déformation et la répartition des contraintes dans les zones de subduction.
Les équations d’état P-V des trois principales variétés de serpentines, lizardite, chrysotile et antigorite ont été obtenues expérimentalement lors de ce travail. Les constantes élastiques de la lizardite, variété la plus simple, ont été calculées ab-initio. La limite en pression de stabilité pour la variété de haute pression antigorite est redéfinie, ce qui permet confirmer le lien entre déstabilisation de l’antigorite et sismicité intermédiaire dans les zones de subduction. Une loi de déformation a été extraite d’expériences de déformation sur l’antigorite à HP-HT (200°C-500°C et 1 à 4 GPa) et faible vitesse de déformation (10^-4 à 10^-6 s^-1), réalisées sur synchrotron avec une presse D-DIA. Les contraintes et la déformation sont obtenues in situ grâce aux déformations du réseau mesurées par diffraction des rayons X, et par imagerie de rayons X, respectivement.
La rhéologie, les informations sur l’anisotropie de texture lors de ces expériences, et les propriétés élastiques des serpentines obtenues lors de ce travail, nous permettent de discuter i) de la dynamique du coin de manteau dans la zone de subduction, ii) de la nature et des propriétés sismiques des couches à faibles vitesses observées le long de la plaque en subduction, iii) du rôle des serpentinites dans la sismicité, et la relaxation inter-sismique et post-sismique.

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