Mesures simultanées de conductivité électrique et de vitesse d'ondes sismiques de matériaux géologiques partiellement fondus à haute pression et haute température : implication pour la fraction de liquide silicaté dans l'asthénosphère

International audienceUn débat important existe actuellement sur les capacités des systèmes partiellement fondus à augmenter la conductivité électrique et réduire la vitesse des ondes sismiques du matériel géologique, nécessaires pour expliquer la présence de zones d’anomalies géophysiques dans le manteau terrestre (zone de faible vitesse : LVZ de l’asthénosphère entre 70 et 200 Km [1],[2],[3]). De nombreuses hypothèses alternatives ont été proposées et sont basées sur des processus à l’état solide [4] telles la diffusion de l’hydrogène dans la structure cristalline. Ces théories suggèrent une asthénosphère sans fusion partielle. Alors que de fortes évidences physiques confirment la présence de fusion partielle du manteau asthénosphérique, comme la découverte de basaltes alcalins jeunes disposés sur la plaque océanique indienne beaucoup plus ancienne [5], les mesures expérimentales de conductivité électriques et de vitesse des ondes sismiques réalisées en laboratoire sur les systèmes partiellement fondus apportent des estimations antagonistes de la fraction de liquide silicaté impliqué dans l’asthénosphère. De plus, la source du désaccord entre les deux techniques géophysiques (conductivité électrique et vitesse sismique) demeure toujours mal contrainte.Utilisant les nouvelles techniques expérimentales développées sur la presse multi-enclumes au Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand, des mesures couplées de conductivité électrique et de vitesse des ondes acoustiques ont été réalisées de façon in situ et simultanée sur le même échantillon. Nous avons alors étudié des systèmes partiellement fondus en utilisant des échantillons composés d’un mélange biphasé d’olivine de San Carlos (standard pétrologique) et d’un basalte de ride médio-océanique hydraté provenant de la ride Est-Pacifique (issu d’un forage) dans des conditions de haute pression : 2.5 GPa et de haute température: jusqu’à 1650 K