E5 Magmatisme et pétrologie ignée

Topique

Le magmatisme est le processus complet de formation, d'ascension et d'incorporation de la roche en fusion au sein de la croûte terrestre. La fusion partielle du manteau ou de la croûte se produit lorsque la température de la roche dépasse le seuil de fusion. Ce seuil peut être franchi de trois manières distinctes : par la remontée et la décompression de matériaux chauds, comme c'est le cas au niveau des dorsales médio-océaniques et des panaches mantelliques ; par l'ajout d'eau à la roche, comme dans les zones de subduction ; ou simplement par conduction thermique à partir d'une source de chaleur proche.

Le degré de fusion d'une roche détermine directement la composition du magma qu'elle produit : un faible degré de fusion génère des magmas plus riches en silice et en éléments incompatibles ; un degré de fusion élevé génère des magmas plus primaires, riches en fer et en magnésium.

Une relation mathématique bien établie modélise la distribution des éléments traces entre le magma en fusion et les minéraux non fondus. Cette relation est essentielle pour retracer les processus pétrogénétiques subis par le magma avant d'atteindre la surface. La remontée du magma est due au même principe de flottabilité que celui qui explique pourquoi tout matériau moins dense que son environnement tend à s'élever, puisque le magma est moins dense que la roche solide qui le contient. Le débit du magma à travers un dyke dépend fortement à la fois du rayon de ce dyke, élevé à la puissance quatre, et de la viscosité du magma lui-même ; ainsi, un dyke à peine plus large qu'un autre peut laisser passer un débit de magma considérablement plus important.

La viscosité du magma est en réalité le paramètre le plus critique de tous : elle varie jusqu’à un billion de fois entre les basaltes hawaïens, dont la viscosité est comprise entre un et dix pascals par seconde, et les rhyolites riches en silice, qui atteignent des viscosités comprises entre un million et un billion de pascals par seconde. C’est précisément cette viscosité qui détermine si l’éruption d’un magma sera effusive et calme ou explosive et violente, bouclant ainsi le lien entre la génération du magma par lequel cette description a commencé et le destin final de ce même magma lorsqu’il atteint la surface.

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