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Les pressions et la température à l'intérieur de la planète sont très différentes de celles que nous connaissons en surface. Ceci n'est pas sans conséquence sur les propriétés des roches et minéraux en profondeur. En particulier, quand un matériau subi des variations de pression et température, on observe ce qu'on appele des transitions de phase, prenons l'exemple du carbone. applet: la transition de phase(un peu comme l'applet Java High Pressure Laboratory ) A droite une image, a gauche, un diagramme de phase du carbone, P en abscisse et T en ordonnée.
Il en va de meme pour les roches et minéraux. Sous l'effet combiné de la pression et de la température, ils subissent des transitions de phase qui modifient complètement leur structure et propriétés. Bien que les éléments qui les composent soient les memes que ceux que nous connaissons (fer, magnésium, oxygène...) , les minéraux observés à l'intérieur de la planète sont différents des minéraux de surface. Nous savons (la Terre accessible) que le manteau supérieur contient une proportion importante d'un minéral appelé olivine car il est présent dans les enclaves de péridotite remontées par le volcanisme. Que se passe-t'il lorsque l'on soumet un cristal d'olivine à de très fortes pressions et températures? Il va subir des transitions de phase... animatin: le diagramme de phase de l'olivine et la densitté observée en sismologie
Cette animation présente le diagramme de phase de l'olivine pour des pressions et températures correspondantes au manteau supérieur et la courbe de densité observée en sismologie (les ondes qui traversent la Terre). Nous pouvons maintenant expliquer les discontinuités observées dans le courbe de densité. Entre 0 et 670 km de profondeur, l'olivine subit une certain nombre de transitions de phase, et finalement se décompose en perovskite et magnésiowustite à la pression de la frontière manteau inférieur- manteau supérieur, ou le saut de densité observé est très important. Nous pouvons donc expliquer les différents couches concentriques observées grace aux ondes sismiques. Elles sont la conséquence de transitions dans les proportions et les propriétés des matériaux présents en profondeur. De plus la position de la transition dans le diagramme de phase permet d'estimer la température à la discontinuité. |
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