الاستعداد لمباراة CRMEFPréparation CRMEFمباراة CRMEFCRMEF SVT

الصهارية والتباعد الصخري

أهداف الدرس

في نهاية هذا الدرس، ينبغي أن تكون قادرًا على:

  • تفسير نشأة صهارات الظهرات بالانصهار الجزئي للرداء أثناء انخفاض الضغط؛
  • تمييز بازلتات الظهرات (MORB) وربط مميزاتها بمصدرها وبنمط انصهارها؛
  • تفسير بناء القشرة المحيطية انطلاقًا من غرفة صهارية وربط كل مستوى من القشرة بعملية صهارية؛
  • مقارنة الاشتغال الصهاري للظهرات السريعة والظهرات البطيئة؛
  • وصف التفاعلات بين القشرة المحيطية الحديثة وماء البحر (الحرمائية، السربنتة)؛
  • وصف تطوّر صهارية حفرة انهدامية قارية حتى الانفتاح المحيطي؛
  • ربط طبيعة الصهارات (قلوية أو ثولييتية) بسُمك الغلاف الصخري وبعمق الانصهار ونسبته.

1. سياقان للتباعد

يتجلّى التباعد الصخري في وضعيتين متعاقبتين لعملية واحدة (الدرس 162):

  • الحفرة الانهدامية القارية، حيث يتمدد غلاف صخري قاري ويرقّ؛
  • الظهرة المحيطية، حيث يُنشئ تباعدُ الصفيحتين غلافًا صخريًا محيطيًا باستمرار.

وفي الحالتين، محرّك الصهارية واحد: انخفاض الضغط الكظوم للرداء الصاعد تحت المنطقة المرقَّقة (الدرس 166). وما يتغيّر هو سُمك الغلاف الصخري فوق الرداء الذي ينصهر.

2. نشأة الصهارات عند الظهرات

2.1 صعود سلبي للرداء

تحت الظهرة، «يشفط» تباعدُ الصفيحتين الرداءَ الواقع تحتهما، فيصعد سلبيًا لملء الفراغ (الدرس 162). وبصعوده السريع، لا يفقد البيريدوتيت تقريبًا من حرارته، بينما ينخفض ضغطه: فعند عمق 60 إلى 80 كلم، يقطع مساره منحنى بداية الانصهار ويبدأ الانصهار الجزئي. ويستمر ما دام الصعود مستمرًا، حتى قاعدة القشرة.

صورة 1 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

مقطع علمي تعليمي بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، عمودي على محور ظهرة محيطية، من السطح حتى عمق 100 كلم. على السطح، تضاريس الظهرة مع ماء البحر بالأزرق الفاتح. صفيحتان صخريتان (أخضر زيتوني) تتباعدان على جانبي المحور (سهمان أفقيان كبيران)، وتتعمّق قاعدتهما بالابتعاد عن المحور. في الأستينوسفير البرتقالي، أسهم منحنية تبيّن صعود الرداء تحت المحور ثم تباعده جانبيًا. منطقة مثلثية مهشّرة بالأحمر، رأسها نحو الأعلى، تمتد من عمق ≈ 70 كلم حتى قاعدة القشرة تحت المحور، موسومة «منطقة الانصهار الجزئي (انخفاض الضغط)»؛ وأسهم حمراء صغيرة تتقارب من هذه المنطقة نحو المحور، موسومة «تركيز السوائل». تحت المحور، على بعد 2 كلم تحت القاع، عدسة حمراء صغيرة موسومة «غرفة صهارية». حول المثلث، الرداء المتبقي موسوم «بيريدوتيت متبقٍّ مستنزَف (هارزبورجيت)». خط أفقي منقّط موسوم «بداية الانصهار ≈ 60–80 كلم». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

تبقى نسبة الانصهار معتدلة (≈ 10 إلى 20 %). وتصعد قطرات السائل، الأقل كثافة، بالتسرّب ثم عبر قنوات، وتتركّز نحو محور الظهرة، حيث تغذّي غرفة صهارية قليلة العمق. ويصبح الرداء الذي انصهر بيريدوتيتًا متبقيًا مستنزَفًا (هارزبورجيت)، يشكّل الجزء الرداوي من الغلاف الصخري الجديد.

2.2 بازلتات الظهرات (MORB)

تعطي صهارات الظهرات بازلتات الظهرات المحيطية (MORB: Mid-Ocean Ridge Basalts)، أكثر الصخور وفرة على سطح الأرض. ومميزاتها:

الخاصية القيمة أو الوصف التفسير
السلسلة ثولييتية نسبة انصهار مرتفعة على عمق ضعيف
السيليس ≈ 49–50 % بازلت (صهارة قاعدية)
القلويات (K₂O) ضعيفة جدًّا مصدر فقير إلى العناصر غير المتوافقة
العناصر غير المتوافقة مستنزَفة (MORB «عادية») المصدر = رداء علوي مستنزَف مسبقًا بالاستخراج القديم للقشرة القارية
التركيب متجانس بشكل لافت على سلّم الكرة الأرضية مصدر رداوي ذو تركيب منتظم إلى حدّ ما، وعملية متطابقة في كل مكان
الماء والغازات ضعيفة صهارة جافة، مائعة: دينامية انسيابية

3. بناء القشرة المحيطية

3.1 الغرفة الصهارية المحورية

تحت المحور، على عمق 1–3 كلم تحت القاع، تتجمّع الصهارة في غرفة صهارية. وتبيّن الدراسات الزلزالية أنها أساسًا منطقة عجينة بلورية (بلورات + قليل من السائل)، تعلوها، تحت الظهرات السريعة، عدسة سائلة (Lentille de liquide) رقيقة بسُمك بضع مئات من الأمتار. وفي هذه الغرفة، تتبرّد الصهارة وتخضع لـالتبلور التجزيئي (الدرس 166).

3.2 من كل عملية إلى كل مستوى

للقشرة المحيطية بنية طبقية (معروفة من الأفيوليتات، الدرس 136) يطابق كل مستوى منها عملية محددة:

المستوى (من الأعلى إلى الأسفل) الصخرة عملية التكوّن
الرواسب طين، كلس، راديولاريت ترسّب على القعر بعد تكوّنه
اللابات الوسائدية بازلت (بنية ميكروليتية إلى زجاجية) صهارة تنبثق في قاع البحر عبر شقوق ويسقيها الماء
المركب العرقي دوليريت (بنية محبّبة دقيقة) في عروق عمودية متلاصقة شقوق تنفتح عند المحور بفعل التباعد، تمتلئ بالصهارة؛ وكل عرق جديد يندسّ في وسط العرق السابق ويشطره إلى نصفين
الغابرو المتجانس غابرو محبّب تبلور بطيء للصهارة في سقف الغرفة وعلى حوافها
الغابرو المطبّق (ركامات بلورية Cumulats) غابرو وصخور أوليفينية في طبقات بلورات متراكمة في قاعدة الغرفة بالتبلور التجزيئي
الموهو — الحد قشرة / رداء
البيريدوتيت هارزبورجيت (متشوّه غالبًا) رداء متبقٍّ من الانصهار الجزئي

والمركب العرقي هو الدليل البنيوي المباشر على التوسع: آلاف العروق الموازية للمحور، المندسّة بعضها في بعض، تسجّل التباعد التدريجي للصفيحتين.

4. الظهرات السريعة والظهرات البطيئة

يتوقف الإمداد بالصهارة على سرعة التوسع. ومن ثم اشتغالان متباينان:

صورة 2 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

لوحة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، مكوّنة من مقطعين عموديين على محور ظهرتين، أحدهما فوق الآخر. في الأعلى «ظهرة سريعة (شرق الهادي)»: تضاريس محورية على شكل قبة عريضة قليلة الارتفاع، عدسة صهارية حمراء متصلة على بعد ≈ 2 كلم تحت المحور، قشرة منتظمة في طبقات (بازلت وسائدي، مركب عرقي، غابرو) ثابتة السُّمك. في الأسفل «ظهرة بطيئة (الأطلسية الوسطى)»: وادٍ محوري عميق تؤطّره فوالق عادية على شكل درجات، جيوب صهارية حمراء صغيرة متقطعة، قشرة غير منتظمة السُّمك؛ وعلى أحد الجانبين، فالق انفصال كبير يغوص بلطف ويُخرج إلى السطح بيريدوتيت أخضر داكن موسوم «بيريدوتيت مسربَت مكشوف». سلّم أفقي 10 كلم وعمودي 5 كلم. خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

ظهرة سريعة (مثل شرق الهادي) ظهرة بطيئة (مثل الأطلسية الوسطى)
سرعة التوسع تفوق ≈ 8–10 سم/سنة بضعة سم/سنة
التضاريس المحورية قبة محورية قليلة الارتفاع وادٍ محوري (حفرة انهدامية) عميق
الإمداد الصهاري وفير، متصل ضعيف، متقطع في المكان والزمان
الغرفة الصهارية عدسة سائلة دائمة جيوب مؤقتة
القشرة كاملة، منتظمة، ≈ 6–7 كلم غير منتظمة، مرقَّقة أحيانًا أو منعدمة
دور الفوالق ضعيف مهم: فوالق عادية، فوالق انفصال (Failles de détachement)
البيريدوتيت في قاع البحر نادر متكرر (رداء مكشوف ومسربَت)

وفي الظهرات الفائقة البطء (الظهرة الهندية الجنوبية الغربية، الظهرة القطبية الشمالية)، تصبح الصهارية ضعيفة إلى حدّ أن مساحات واسعة من الرداء تنكشف في قاع المحيط.

5. القشرة الحديثة وماء البحر

يدور ماء البحر في القشرة المتشققة عند المحور (الدرس 165) ويتفاعل مع الصخور الساخنة:

  • تغسل الحرمائية (Hydrothermalisme) العالية الحرارة فلزات (Fe، Cu، Zn…) وتعيد ترسيبها في القاع على شكل كبريتيدات حول المداخن السوداء (موارد تُدرس في المحور المخصص للموارد الجيولوجية)؛
  • يتحوّل البازلت والغابرو إلى صخور ذات معادن مميَّهة: إنه تحول محيطي ذو ضغط منخفض، يُدرس مع أنواع التحول (الدرس 173)؛
  • يتحوّل البيريدوتيت المعرَّض للماء إلى سربنتينيت (السربنتة Serpentinisation)، وهو تفاعل يُميّه الرداء.

6. صهارية الحفر الانهدامية القارية

6.1 غلاف صخري سميك يرقّ

في حفرة انهدامية، يكون الغلاف الصخري القاري في البداية سميكًا. ولا يستطيع الرداء الصاعد تحته الانصهار إلا ما دام لم يبلغ قاعدة الغلاف الصخري: فيحدث الانصهار إذن في العمق ويبقى ضعيفًا.

صورة 3 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

لوحة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، من ثلاثة مقاطع متراكبة تُبيّن تطوّر حفرة انهدامية حتى المحيط، الغلاف الصخري القاري بيج (قشرة) وأخضر زيتوني (رداء صخري)، والأستينوسفير برتقالي. المقطع 1 «حفرة انهدامية قارية مبكرة»: غلاف صخري سميك مرقَّق قليلًا، حوض انهدامي تحدّه فوالق عادية، منطقة انصهار حمراء صغيرة عميقة وضيقة تحت الغلاف الصخري، براكين قلوية على السطح؛ مع تسمية «انصهار عميق، نسبة ضعيفة ← صهارات قلوية». المقطع 2 «حفرة انهدامية متطورة»: غلاف صخري مرقَّق جدًّا، حوض عريض، منطقة انصهار أكبر وأقل عمقًا، انسيابات بازلتية وفيرة؛ مع تسمية «انصهار أقل عمقًا ← صهارات انتقالية إلى ثولييتية». المقطع 3 «محيط ناشئ»: انقطاع الغلاف الصخري القاري، ظهور ظهرة وقشرة محيطية ضيقة بين هامشين قاريين خاملين؛ مع تسمية «تنامٍ محيطي ← MORB ثولييتية». على اليمين، سهم عمودي نازل «ترقّق الغلاف الصخري = انصهار أكثر سطحية ووفرة». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

6.2 تطوّر الصهارية

المرحلة الغلاف الصخري الانصهار الصهارية مثال
حفرة انهدامية مبكرة سميك عميق، نسبة ضعيفة قلوية: بازلتات قلوية، تراكيت، فونوليت، وأحيانًا كاربوناتيت؛ ثنائية النمط (Bimodal) غالبًا (بازلتات ولابات فاتحة، وقليل من الوسيطة) الحفرة الانهدامية لشرق إفريقيا (كينيا، تنزانيا)
حفرة انهدامية متطورة مرقَّق جدًّا أقل عمقًا، نسبة أعلى انتقالية إلى ثولييتية عفار
محيط ناشئ منقطع تحت ظهرة MORB ثولييتية البحر الأحمر

قد تنتج اللابات الفاتحة (تراكيت، ريوليت) في الحفر الانهدامية عن التبلور التجزيئي للبازلتات أو عن انصهار القشرة القارية التي تسخّنها الصهارات البازلتية؛ وقد تكون ثوراناتها انفجارية، خلافًا لثورانات الظهرات.

6.3 الهوامش البركانية والهوامش الفقيرة إلى الصهارة

عند انقطاع القارة، توجد حالتان قصويان:

  • الهوامش البركانية (Marges volcaniques): تنساب أحجام هائلة من البازلتات لحظة الانقطاع (مثل الأطلسي الشمالي)، غالبًا في ارتباط برداء ساخن بشكل شاذ؛
  • الهوامش الفقيرة إلى الصهارة (Marges pauvres en magma): يتم الترقّق أساسًا بالفوالق، مع صهارية قليلة، وقد ينكشف الرداء بين القشرة القارية والقشرة المحيطية (مثل الهامش الإيبيري).

7. المبدأ الموحِّد: سُمك الغلاف الصخري وطبيعة الصهارات

ويفسّر هذا المبدأ الانتقال من الصهارية القلوية إلى الصهارية الثولييتية أثناء تطوّر حفرة انهدامية، وسينطبق كذلك على الصهارية داخل الصفيحة (الدرس 170).

8. أخطاء شائعة وفخاخ الامتحان

الخطأ التصويب
«تحت الظهرة، يصعد جيب من الصهارة ويدفع الصفائح» صعود الرداء سلبي، يُحدثه التباعد؛ وينصهر بـانخفاض الضغط
«الغرفة الصهارية للظهرة خزان كبير من السائل» إنها أساسًا عجينة بلورية، مع عدسة سائلة رقيقة على الأكثر
«الغابرو والبازلت في القشرة المحيطية ناتجان عن صهارتين مختلفتين» صهارة واحدة، وتبرّدات مختلفة (الغرفة، العروق، قاع البحر)
«بيريدوتيت الأفيوليت ركامات بلورية» تحت الموهو، إنه بيريدوتيت متبقٍّ (هارزبورجيت)؛ والركامات هي الغابرو المطبّق فوقه
«لكل الظهرات وادٍ محوري» الظهرات البطيئة فقط؛ وللظهرات السريعة قبة محورية
«للقشرة المحيطية دائمًا التعاقب الكامل» في الظهرات البطيئة، تكون متقطعة وقد ينكشف الرداء
«صهارية الحفر الانهدامية مطابقة لصهارية الظهرات» تكون أولًا قلوية (انصهار عميق وضعيف)، ثم تصبح ثولييتية مع الترقّق
«MORB غنية بالعناصر غير المتوافقة» إنها مستنزَفة منها: مصدرها رداء علوي مستنزَف

9. خلاصة

  • التباعد: حفرة انهدامية قارية ثم ظهرة محيطية؛ والمحرّك المشترك: انخفاض الضغط الكظوم للرداء الصاعد سلبيًا.
  • عند الظهرات: انصهار جزئي بين ≈ 60–80 كلم وقاعدة القشرة، بنسبة ≈ 10–20 %، وسوائل تتركّز نحو المحور، والبقايا = هارزبورجيت.
  • MORB: بازلتات ثولييتية، فقيرة إلى القلويات، مستنزَفة من العناصر غير المتوافقة، متجانسة؛ مصدرها رداء علوي مستنزَف؛ دينامية انسيابية.
  • القشرة المحيطية: لابات وسائدية (سقي)، مركب عرقي (تباعد)، غابرو متجانس ومطبّق (غرفة، تبلور تجزيئي)، فوق بيريدوتيت متبقٍّ؛ صهارة واحدة، وثلاث بنيات.
  • الظهرات السريعة: غرفة دائمة، قشرة منتظمة؛ الظهرات البطيئة: صهارية متقطعة، وادٍ محوري، فوالق انفصال، بيريدوتيت مكشوف.
  • ماء البحر: حرمائية وكبريتيدات، تحول محيطي، سربنتة؛ ماء مخزَّن سيُحرَّر في الطمر.
  • الحفر الانهدامية: صهارية قلوية وثنائية النمط غالبًا في البداية، ثولييتية مع الترقّق، ثم MORB عند الانفتاح المحيطي؛ هوامش بركانية أو فقيرة إلى الصهارة.
  • المبدأ: غلاف صخري سميك ← انصهار عميق وضعيف ← قلوي؛ غلاف صخري رقيق ← انصهار سطحي وقوي ← ثولييتي.

الدرس الموالي

الصهارية والتقارب الصخري — ينتهي الغلاف الصخري المحيطي المتكوّن عند الظهرات، والمميَّه بماء البحر، إلى الغوص في الطمر؛ ويدرس الدرس الموالي صهارية مناطق الطمر وصهارية مناطق الاصطدام.

Magmatisme et divergence lithosphérique

Objectifs de la leçon

À la fin de cette leçon, vous devez être capable de :

  • expliquer la genèse des magmas des dorsales par fusion partielle du manteau en décompression ;
  • caractériser les basaltes des dorsales (MORB) et relier leurs caractères à leur source et à leur mode de fusion ;
  • expliquer la construction de la croûte océanique à partir d'une chambre magmatique et relier chaque niveau de la croûte à un processus magmatique ;
  • comparer le fonctionnement magmatique des dorsales rapides et des dorsales lentes ;
  • décrire les interactions entre la croûte océanique jeune et l'eau de mer (hydrothermalisme, serpentinisation) ;
  • décrire l'évolution du magmatisme d'un rift continental jusqu'à l'ouverture océanique ;
  • relier la nature des magmas (alcalins ou tholéiitiques) à l'épaisseur de la lithosphère, à la profondeur et au taux de fusion.

1. Deux contextes de divergence

La divergence lithosphérique s'exprime dans deux situations successives d'un même processus (leçon 162) :

  • le rift continental, où une lithosphère continentale s'étire et s'amincit ;
  • la dorsale océanique, où l'écartement des plaques crée en continu de la lithosphère océanique.

Dans les deux cas, le moteur du magmatisme est le même : la décompression adiabatique du manteau qui remonte sous la zone amincie (leçon 166). Ce qui change, c'est l'épaisseur de lithosphère au-dessus du manteau qui fond.

2. La genèse des magmas aux dorsales

2.1 Une remontée passive du manteau

Sous une dorsale, l'écartement des plaques « aspire » le manteau sous-jacent, qui remonte passivement pour combler l'espace (leçon 162). En remontant rapidement, la péridotite ne perd presque pas de chaleur, alors que sa pression diminue : vers 60 à 80 km de profondeur, son trajet recoupe le solidus et la fusion partielle commence. Elle se poursuit tant que la remontée continue, jusqu'à la base de la croûte.

Image 1 — en préparation
Description

Coupe scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, perpendiculaire à l'axe d'une dorsale océanique, de la surface jusqu'à 100 km de profondeur. En surface, le relief de la dorsale avec l'eau de mer en bleu clair. Deux plaques lithosphériques (vert olive) s'écartent de part et d'autre de l'axe (grandes flèches horizontales), leur base s'approfondissant en s'éloignant de l'axe. Dans l'asthénosphère orange, des flèches courbes montrent la remontée du manteau sous l'axe puis son écartement latéral. Une zone triangulaire hachurée rouge, pointe en haut, s'étend de ≈ 70 km de profondeur jusqu'à la base de la croûte sous l'axe, légendée « zone de fusion partielle (décompression) » ; de petites flèches rouges convergent de cette zone vers l'axe, légendées « focalisation des liquides ». Sous l'axe, à 2 km sous le fond, une petite lentille rouge légendée « chambre magmatique ». Autour du triangle, le manteau résiduel légendé « péridotite résiduelle appauvrie (harzburgite) ». Une ligne pointillée horizontale légendée « début de la fusion ≈ 60–80 km ». Fond blanc, annotations en français

Le taux de fusion reste modéré (≈ 10 à 20 %). Les gouttes de liquide, moins denses, remontent par percolation puis par des chenaux et sont focalisées vers l'axe de la dorsale, où elles alimentent une chambre magmatique peu profonde. Le manteau qui a fondu devient une péridotite résiduelle appauvrie (harzburgite), qui forme la partie mantellique de la nouvelle lithosphère.

2.2 Les basaltes des dorsales (MORB)

Les magmas des dorsales donnent les MORB (Mid-Ocean Ridge Basalts), roches les plus abondantes de la surface terrestre. Leurs caractères :

Caractère Valeur ou description Explication
Série Tholéiitique Taux de fusion élevé à faible profondeur
Silice ≈ 49–50 % Basalte (magma basique)
Alcalins (K₂O) Très faibles Source pauvre en éléments incompatibles
Éléments incompatibles Appauvris (MORB « normaux ») Source = manteau supérieur déjà appauvri par l'extraction ancienne de la croûte continentale
Composition Remarquablement homogène à l'échelle du globe Source mantellique de composition assez uniforme, processus identique partout
Eau et gaz Faibles Magma sec, fluide : dynamisme effusif

3. La construction de la croûte océanique

3.1 La chambre magmatique axiale

Sous l'axe, à 1–3 km sous le fond, le magma s'accumule dans une chambre magmatique. Les études sismiques montrent qu'il s'agit surtout d'une zone de bouillie cristalline (cristaux + un peu de liquide), surmontée, sous les dorsales rapides, d'une mince lentille de liquide de quelques centaines de mètres d'épaisseur. Dans cette chambre, le magma refroidit et subit une cristallisation fractionnée (leçon 166).

3.2 De chaque processus à chaque niveau

La croûte océanique possède une structure en couches (connue par les ophiolites, leçon 136) dont chaque niveau correspond à un processus précis :

Niveau (de haut en bas) Roche Processus de formation
Sédiments Argiles, calcaires, radiolarites Dépôt sur le plancher après sa formation
Laves en coussins Basalte (texture microlitique à vitreuse) Magma émis au fond de la mer par des fissures et trempé par l'eau
Complexe filonien Dolérite (texture microgrenue) en filons verticaux jointifs Fissures ouvertes à l'axe par l'écartement, remplies de magma ; chaque nouveau filon s'injecte au milieu du précédent et le sépare en deux
Gabbros isotropes Gabbro grenu Cristallisation lente du magma au sommet et sur les bords de la chambre
Gabbros lités (cumulats) Gabbros et roches à olivine en couches Cristaux accumulés à la base de la chambre par cristallisation fractionnée
Moho — Limite croûte / manteau
Péridotites Harzburgite (souvent déformée) Manteau résiduel de la fusion partielle

Le complexe filonien est la preuve structurale directe de l'expansion : des milliers de filons parallèles à l'axe, injectés les uns dans les autres, enregistrent l'écartement progressif des deux plaques.

4. Dorsales rapides et dorsales lentes

L'apport de magma dépend de la vitesse d'expansion. D'où deux fonctionnements contrastés :

Image 2 — en préparation
Description

Planche scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, composée de deux coupes perpendiculaires à l'axe de dorsales, superposées. En haut, « dorsale rapide (Pacifique Est) » : relief axial en dôme large et peu élevé, lentille magmatique rouge continue à ≈ 2 km sous l'axe, croûte régulière en couches (basaltes en coussins, complexe filonien, gabbros) d'épaisseur constante. En bas, « dorsale lente (médio-atlantique) » : vallée axiale profonde encadrée de failles normales en gradins, petites poches magmatiques rouges discontinues, croûte d'épaisseur irrégulière ; sur un flanc, une grande faille de détachement plongeant doucement qui amène à l'affleurement des péridotites vert sombre légendées « péridotites serpentinisées exhumées ». Barre d'échelle horizontale 10 km et verticale 5 km. Fond blanc, annotations en français

Dorsale rapide (ex. Pacifique Est) Dorsale lente (ex. médio-atlantique)
Vitesse d'expansion Supérieure à ≈ 8–10 cm/an Quelques cm/an
Relief axial Dôme axial peu élevé Vallée axiale (rift) profonde
Apport magmatique Abondant, continu Faible, discontinu dans l'espace et le temps
Chambre magmatique Lentille de liquide permanente Poches temporaires
Croûte Complète, régulière, ≈ 6–7 km Irrégulière, parfois amincie ou absente
Rôle des failles Faible Important : failles normales, failles de détachement
Péridotites au fond de la mer Rares Fréquentes (manteau exhumé et serpentinisé)

Aux dorsales ultra-lentes (dorsale Sud-Ouest indienne, dorsale arctique), le magmatisme devient si faible que de vastes surfaces de manteau sont mises à nu au fond de l'océan.

5. La croûte jeune et l'eau de mer

L'eau de mer circule dans la croûte fissurée de l'axe (leçon 165) et réagit avec les roches chaudes :

  • l'hydrothermalisme de haute température lessive des métaux (Fe, Cu, Zn…) et les redépose au fond sous forme de sulfures autour des fumeurs noirs (ressources étudiées dans l'axe consacré aux ressources géologiques) ;
  • les basaltes et gabbros se transforment en roches à minéraux hydratés : c'est un métamorphisme océanique, de basse pression, étudié avec les types de métamorphisme (leçon 173) ;
  • les péridotites exposées à l'eau se transforment en serpentinites (serpentinisation), réaction qui hydrate le manteau.

6. Le magmatisme des rifts continentaux

6.1 Une lithosphère épaisse qui s'amincit

Dans un rift, la lithosphère continentale est d'abord épaisse. Le manteau qui remonte en dessous ne peut fondre que tant qu'il n'a pas atteint la base de la lithosphère : la fusion se produit donc en profondeur et reste peu importante.

Image 3 — en préparation
Description

Planche scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, en trois coupes superposées montrant l'évolution d'un rift jusqu'à l'océan, lithosphère continentale beige (croûte) et vert olive (manteau lithosphérique), asthénosphère orange. Coupe 1 « rift continental précoce » : lithosphère épaisse légèrement amincie, fossé d'effondrement limité par des failles normales, petite zone de fusion rouge profonde et étroite sous la lithosphère, volcans alcalins en surface ; légende « fusion profonde, faible taux → magmas alcalins ». Coupe 2 « rift évolué » : lithosphère très amincie, fossé large, zone de fusion plus grande et moins profonde, coulées basaltiques abondantes ; légende « fusion moins profonde → magmas transitionnels à tholéiitiques ». Coupe 3 « océan naissant » : rupture de la lithosphère continentale, apparition d'une dorsale et d'une étroite croûte océanique entre deux marges passives ; légende « accrétion océanique → MORB tholéiitiques ». À droite, une flèche verticale descendante « amincissement de la lithosphère = fusion plus superficielle et plus abondante ». Fond blanc, annotations en français

6.2 L'évolution du magmatisme

Stade Lithosphère Fusion Magmatisme Exemple
Rift précoce Épaisse Profonde, faible taux Alcalin : basaltes alcalins, trachytes, phonolites, parfois carbonatites ; souvent bimodal (basaltes et laves claires, peu d'intermédiaires) Rift est-africain (Kenya, Tanzanie)
Rift évolué Très amincie Moins profonde, taux plus élevé Transitionnel à tholéiitique Afar
Océan naissant Rompue Sous une dorsale MORB tholéiitiques Mer Rouge

Les laves claires (trachytes, rhyolites) des rifts peuvent provenir de la cristallisation fractionnée des basaltes ou de la fusion de la croûte continentale chauffée par les magmas basaltiques ; leurs éruptions peuvent être explosives, contrairement à celles des dorsales.

6.3 Marges volcaniques et marges pauvres en magma

Lors de la rupture continentale, deux cas extrêmes existent :

  • les marges volcaniques : d'énormes volumes de basaltes s'épanchent au moment de la rupture (ex. Atlantique Nord), souvent en lien avec un manteau anormalement chaud ;
  • les marges pauvres en magma : l'amincissement se fait surtout par failles, avec peu de magmatisme, et le manteau peut être exhumé entre croûte continentale et croûte océanique (ex. marge ibérique).

7. Le principe unificateur : épaisseur de la lithosphère et nature des magmas

Ce principe explique le passage du magmatisme alcalin au magmatisme tholéiitique au cours de l'évolution d'un rift, et il s'appliquera aussi au magmatisme intraplaque (leçon 170).

8. Erreurs fréquentes et pièges d'examen

Erreur Correction
« Sous la dorsale, une poche de magma remonte et pousse les plaques » La remontée du manteau est passive, provoquée par l'écartement ; il fond par décompression
« La chambre magmatique d'une dorsale est un grand réservoir de liquide » C'est surtout une bouillie cristalline, avec au plus une mince lentille de liquide
« Les gabbros et les basaltes de la croûte océanique viennent de magmas différents » Même magma, refroidissements différents (chambre, filons, fond de la mer)
« Les péridotites de l'ophiolite sont des cumulats » Sous le Moho, ce sont des péridotites résiduelles (harzburgites) ; les cumulats sont les gabbros lités au-dessus
« Toutes les dorsales ont une vallée axiale » Seules les dorsales lentes ; les dorsales rapides ont un dôme axial
« La croûte océanique a toujours la succession complète » Aux dorsales lentes, elle est discontinue et le manteau peut affleurer
« Le magmatisme des rifts est identique à celui des dorsales » Il est d'abord alcalin (fusion profonde et faible), puis devient tholéiitique avec l'amincissement
« Les MORB sont riches en éléments incompatibles » Ils en sont appauvris : leur source est un manteau supérieur appauvri

9. Bilan

  • Divergence : rift continental puis dorsale océanique ; moteur commun : la décompression adiabatique du manteau qui remonte passivement.
  • Aux dorsales : fusion partielle entre ≈ 60–80 km et la base de la croûte, taux ≈ 10–20 %, liquides focalisés vers l'axe, résidu = harzburgite.
  • MORB : basaltes tholéiitiques, pauvres en alcalins, appauvris en éléments incompatibles, homogènes ; source = manteau supérieur appauvri ; dynamisme effusif.
  • Croûte océanique : laves en coussins (trempe), complexe filonien (écartement), gabbros isotropes et lités (chambre, cristallisation fractionnée), sur des péridotites résiduelles ; un même magma, trois textures.
  • Dorsales rapides : chambre permanente, croûte régulière ; dorsales lentes : magmatisme discontinu, vallée axiale, détachements, péridotites exhumées.
  • Eau de mer : hydrothermalisme et sulfures, métamorphisme océanique, serpentinisation ; eau stockée qui sera libérée en subduction.
  • Rifts : magmatisme alcalin et souvent bimodal au début, tholéiitique avec l'amincissement, puis MORB à l'ouverture océanique ; marges volcaniques ou pauvres en magma.
  • Principe : lithosphère épaisse → fusion profonde et faible → alcalin ; lithosphère mince → fusion superficielle et forte → tholéiitique.

Leçon suivante

Magmatisme et convergence lithosphérique — La lithosphère océanique créée aux dorsales et hydratée par l'eau de mer finit par plonger en subduction ; la leçon suivante étudie le magmatisme des zones de subduction et celui des zones de collision.