Au tableau Jacques-Marie Bardintzeff ! Publié le , mis à jour le

D'où vient le magma ?

Quand il s'échappe du cratère d'un volcan, on l'appelle "lave" mais quand il chemine dans les entrailles de la Terre, on l'appelle "magma". D'où vient-il ? Comment se forme-t-il ? Jacques Marie Bardintzeff nous en révèle les secrets.

Un épisode de la série "Au tableau Jacques-Marie Bardintzeff !".

Réalisation : Roland Cros

Production : Universcience

Année de production : 2010

Durée : 5min36

Accessibilité : sous-titres français

D'où vient le magma ?

AU TABLEAU !

Jacques-Marie Bardintzeff

D'où vient le magma qui est rejeté par les volcans ?

Je pense que vous imaginez qu'il vient du centre de la Terre, très profond, c'est mystérieux, c'est l'enfer, c'est le domaine de Vulcain. Effectivement ce centre de la Terre on le connaît mal, on n'y est jamais allé, même si Jules Verne en a imaginé un voyage au centre de la Terre. Et en fait on va se rendre compte que le magma, sa genèse, ce n'est pas si simple que cela.

Alors on va s'intéresser à la Terre, une planète toute ronde, donc on va en dessiner seulement une portion. Voilà une portion de Terre. Donc en gros, je pars de la surface 0 km et le rayon moyen c'est 6370 km. Et cette Terre elle est connue grâce aux géophysiciens qui ont fait des mesures, notamment par les ondes sismiques. Et on sait que la Terre contient un gros noyau, la limite est à 2900 km et à l'intérieur de la Terre, au centre du noyau, on a calculé que la température était énorme. Elle fait environ 5000°C. Alors à cette température-là, bien sûr, toutes les roches fondent. On s'est dit « bon, voilà, il fait très chaud donc tout est fondu. » Et ce n'est pas le cas. Pourquoi ce n'est pas le cas ? Parce que la température est certes très forte, mais la pression également, et la pression s'oppose à la température. La pression s'oppose à la fusion. Donc paradoxalement, le centre de la Terre est solide et dur comme de l'acier. Alors c'est encore plus complexe puisqu'en fait le noyau est divisé en deux : un noyau externe et un noyau interne. Donc tout ça c'est le noyau. Le noyau interne effectivement est solide, comme je viens de le dire. Mais le noyau externe est liquide parce que la pression n'est pas suffisante pour s'opposer à la température. Par contre, au-dessus, nous avons le manteau, et puis en surface, une petite croûte épaisse d'environ 30 km, donc je la dessine plus grosse qu'elle n'est en réalité à cause de l'échelle, mais sinon on la verrait pas. Donc là, j'ai une croûte, épaisseur 30 km et croûte et manteau sont solides. Tout ça c'est du solide. Donc première chose : le liquide du noyau externe ne peut pas arriver en surface car barré par cette immense barrière de 3000 km constituée par le manteau et par la croûte. Et d'autre part, les géophysiciens ont également montré que vers -100 km, eh bien on a ici une zone très particulière qui ralentit les ondes sismiques. Donc une zone mystérieuse. Elle a été appelée LVZ, donc, c'est les initiales anglaises qui veulent dire Low-Velocity Zone, ce qui veut dire une zone où les ondes sismiques ont une vitesse faible ou en tout cas moindres. Et pourquoi ? Eh bien justement parce qu'au niveau de cette zone, eh bien température et pression s'équilibrent quasiment et donc on a un début de fusion. C'est-à-dire qu'on a tous les kilos de manteau, quelques milligrammes ou quelques centigrammes, quelques grammes de liquide. Donc la zone intéressante pour nous volcanologues, eh bien c'est celle-là. C'est cette LVZ. Donc je vais grossir cette zone-là, et on va refaire donc un fragment de Terre mais en prenant en compte uniquement la partie externe au-dessus de la LVZ à -100 km. Donc toujours à peu près à 1/3 : la croûte à peu près à 30 km. Alors tout ça, cette croûte et le manteau supérieur, ça s'appelle « lithosphère, » ce qui veut dire en fait une sphère rocheuse. Ici, eh bien j'ai mon début de fusion et par endroits, on va dire un peu privilégiés pour le magmatisme, eh bien la température est un peu plus forte, ou la pression un peu plus faible, ou bien il y a d'autres anomalies. Et donc on a vraiment une fusion, on va dire une fusion partielle du manteau, d'environ quelques pourcents et se forme un peu de liquide : du magma. Ce liquide, il est plus léger que l'encaissant, plus léger que la roche et s'il y a quelques fractures biologiques, eh bien ce liquide va se mettre à monter. Oh, bien sûr la montée va pas être facile. Il va s'arrêter, il va être barré par des failles, il va reprendre, etc. Mais il va monter petit à petit, mais souvent au niveau de la limite croûte-manteau, il est bloqué parce que la géologie change, c'est une frontière naturelle. Et donc le magma s'accumule. Alors soit il peut rester là, cristalliser et former des roches profondes appelées roches plutoniques qu'on verra plus tard lorsqu'on aura une érosion suffisante. Ou bien le magma stagne et forme, dans une sorte de chambre magmatique, une forme parfois en méduse, voilà, donc la chambre magmatique, dans laquelle le magma séjourne, se repose, se transforme. Puis une jour, eh bien le magma enfin va repartir, va remonter, peut-être qu'il va s'arrêter dans un petit réservoir, puis de là il repartira, il va sortir, et enfin l'éruption a lieu, le magma jaillit, le volcan est né et le trajet du magma en fait n'aura pris que cent kilomètres. La distance Paris-Orléans.

Réalisation : Roland Cros

Production : Universcience

Année de production : 2010

Durée : 5min36

Accessibilité : sous-titres français