{"id":6656,"date":"2021-05-10T13:19:29","date_gmt":"2021-05-10T11:19:29","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=6656"},"modified":"2022-05-16T08:57:21","modified_gmt":"2022-05-16T06:57:21","slug":"de-nouvelles-mesures-de-la-diffusion-du-titane-dans-le-quartz-une-nouvelle-chronologie-du-magma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/05\/de-nouvelles-mesures-de-la-diffusion-du-titane-dans-le-quartz-une-nouvelle-chronologie-du-magma\/","title":{"rendered":"De nouvelles mesures de la diffusion du Titane dans le quartz: une nouvelle chronologie du magma"},"content":{"rendered":"\n
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Dans une publication r\u00e9cente,<\/a> Michael Jollands, Elias Bloch et Othmar M\u00fcntener pr\u00e9sentent de nouvelles mesures de la diffusivit\u00e9 du Ti dans le quartz. Ces mesures, qui diff\u00e8rent de r\u00e9sultats pr\u00e9c\u00e9dents de plus de deux ordres de grandeur, permettent de r\u00e9\u00e9valuer la chronologie et ont contribu\u00e9 \u00e0 l\u2019attribution du Prix EGU 2021<\/a> <\/a>\u00e0 son premier auteur.<\/strong><\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

R\u00e9\u00e9crire l\u2019histoire d\u2019une \u00e9ruption g\u00e9ante<\/h4>\n\n\n\n
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L\u2019impressionnante formation g\u00e9ologique de Bishop Tuff<\/em> en Californie r\u00e9sulte d\u2019une \u00e9ruption silicique colossale, il y a environ 800’000 ans. La coul\u00e9e r\u00e9sultante s\u2019\u00e9tale sur plus de 1000 km2<\/sup> et 150 m d\u2019\u00e9paisseur.<\/p>\n\n\n\n

Comprendre de telles \u00e9ruptions volcaniques siliciques, leur origine, leur impact potentiel sur la soci\u00e9t\u00e9 et l\u2019environnement n\u2019est pas ais\u00e9e. Et pour cause : de telles \u00e9ruptions ont rarement \u00e9t\u00e9 observ\u00e9es \u00e0 l\u2019\u00e9poque moderne. Les d\u00e9p\u00f4ts des \u00e9ruptions pr\u00e9serv\u00e9s dans les archives g\u00e9ologiques sont donc nos meilleurs alli\u00e9s pour d\u00e9crire le pass\u00e9 et pr\u00e9venir l\u2019avenir. Le Bishop Tuff sert ainsi de terrain d\u2019essai privil\u00e9gi\u00e9 en la mati\u00e8re.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Michael C. Jollands,  Elias Bloch, Othmar M\u00fcntener
New Ti-in-quartz diffusivities reconcile natural Ti zoning with time scales and temperatures of upper crustal magma reservoirs<\/a>
Geology (2020) 48 (7): 654\u2013657<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

C\u2019est par l\u2019\u00e9tude du quartz, ce min\u00e9ral qui se forme g\u00e9n\u00e9ralement dans les syst\u00e8mes magmatiques siliciques et alimente ces \u00e9ruptions, que les g\u00e9ologues tentent de retracer l\u2019histoire de la dynamique de notre Terre. Le quartz contient l\u2019enregistrement des processus allant de leur cristallisation initiale, en passant par leur croissance, jusqu\u2019\u00e0 leur refroidissement final \u00e0 la surface terrestre. Il a la capacit\u00e9 de nous d\u00e9voiler l\u2019\u00e9volution thermique, chimique et temporelle des syst\u00e8mes magmatiques.<\/p>\n\n\n\n

Calibrer au mieux cet outil est donc essentiel, et c\u2019est en cela que cette nouvelle \u00e9tude constitue un maillon fondamental.<\/p>\n\n\n\n

Le titane : moins rapide que pr\u00e9vu\u2009!<\/h4>\n\n\n\n
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Le titane (Ti) est l\u2019un des nombreux \u00e9l\u00e9ments traces \u2013 en quantit\u00e9 infime \u2013 qui se substituent au silicium dans le quartz. La capacit\u00e9 de diffusion<\/em> dans le min\u00e9ral, qui d\u00e9pend fortement de la temp\u00e9rature, est ainsi utilis\u00e9e par les g\u00e9ologues comme un g\u00e9ochronom\u00e8tre<\/em>. <\/p>\n\n\n\n

Les profils de concentration de Ti, g\u00e9n\u00e9ralement interpr\u00e9t\u00e9s comme r\u00e9sultant partiellement de la cristallisation et partiellement de la diffusion, sont maintenant couramment analys\u00e9s pour comprendre un large \u00e9ventail de ph\u00e9nom\u00e8nes g\u00e9ologiques. Cette technique a permis par exemple d\u2019estimer le temps n\u00e9cessaire \u00e0 la formation de gisements de minerais porphyriques (qui offrent entre autres les \u00ab\u2009marbres antiques\u2009\u00bb) et de dater des \u00e9v\u00e9nements m\u00e9tamorphiques. Elle permet aussi de d\u00e9terminer pendant combien de temps et \u00e0 quelles temp\u00e9ratures le quartz a cristallis\u00e9 avant une \u00e9ruption volcanique, lors de son s\u00e9jour dans le magma de la cro\u00fbte terrestre peu profonde.<\/p>\n\n\n\n

Les r\u00e9sultats de cette nouvelle \u00e9tude de Jollands et de ses coll\u00e8gues sont saisissants : la diffusion du Ti serait de deux \u00e0 trois fois plus lente<\/em> <\/strong>que celle d\u00e9termin\u00e9e dans des travaux ant\u00e9rieurs. Ces nouvelles mesures du Ti-in-quartz peuvent paraitre \u00e9tonnantes, mais elles r\u00e9concilient de fait les \u00e9chelles de temps d\u00e9duites de la diffusion du Ti avec celles d\u00e9termin\u00e9es \u00e0 l\u2019aide des radio-isotopes et des autres chronom\u00e8tres de diffusion. En revisitant cette technique, les auteurs ont ainsi aid\u00e9 \u00e0 \u00e9tablir une th\u00e9orie conforme \u00e0 toutes les \u00e9tudes existantes.<\/p>\n\n\n\n

Un travail prim\u00e9 qui dessine notre \u00e9chelle du temps<\/h4>\n\n\n\n

Cette \u00e9tude novatrice a fait l\u2019objet de vifs d\u00e9bats (Comment<\/a> et Reply<\/a>) et a valu \u00e0 son premier auteur, Michael Jollands, le Prix EGU 2021 Outstanding Early Career Scientist<\/em><\/a> de la division Geochemistry, Mineralogy, Petrology and Volcanology<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Au c\u00f4t\u00e9 d\u2019autres \u00e9tudes de M. Jollands, cette derni\u00e8re fournit en effet \u00e0 la communaut\u00e9 un arsenal d\u2019outils pour d\u00e9limiter l\u2019\u00e9chelle de temps des processus g\u00e9ologiques : de la convection et la fusion du manteau \u00e0 la migration et au refroidissement du magma, en passant par les r\u00e9actions m\u00e9tamorphiques et l\u2019orogen\u00e8se. Ce travail a une incidence directe sur le d\u00e9codage de l\u2019histoire thermique des magmas riches en quartz, en particulier l\u2019histoire pr\u00e9\u00e9ruptive des \u00e9ruptions siliciques explosives majeures.<\/p>\n\n\n\n

Apr\u00e8s son s\u00e9jour \u00e0 l\u2019ISTE dans l\u2019\u00e9quipe d\u2019Othmar M\u00fcntener, c\u2019est \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Columbia (New-York) que Michael Jollands poursuit aujourd\u2019hui ses travaux sur la chimie et la physique des cristaux et leur application \u00e0 notre compr\u00e9hension des \u00e9chelles du temps, soutenu par une bourse du Fonds national Suisse pour la recherche (FNS).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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