Fusion partielle de croûte continentale, 3 contes numériques
Abstract
Comprendre les mécanismes de fusion partielle des roches continentales permet de mieux comprendre les conditions de formation de gisements minéraux d’interet économique, ainsi que le maintien de zones suffisamment chaudes proche de la surface pour l’exploitation géothermique. Ici je présenterai d’abord le contexte géodynamique par lequel il peut être pertinent de considérer la déstabilisation gravitaire de colonnes de roches en fusion partielle, à l’échelle de plusieurs millions d’années, avec une paire d’exemples. Le contexte des dômes de Naxos est intéressant car on y suspecte un double mécanisme de convection puis de diapirisme. Je tenterai de convaincre sur la pertinence de nos suppositions de saut d’échelle pour modéliser l’impact de la fusion partielle à l’échelle crustale par une approche numérique VOF (volume of Fluids, OpenFoam) ; cela fournit des critères pour la ségrégation gravitaire à grande échelle.
Le 2eme conte porte sur l’évaluation de la quantité de rhyolite en fusion partielle sous le complexe volcanique de Krafla ; on modélise par la même approche numérique, mais à l’échelle de quelques centaines de mètres et sur quelques dizaines d’années, le déclenchement de convection secondaire dans une couche rhyolitique, induite par une injection basaltique. Cela fournit des contraintes d’évolution thermique utiles pour les forages d’exploration géothermique.
Enfin je partagerai l’état de nos avancées pour traiter la fusion partielle à échelle décimétrique, par modification des équations (Darcy-Brinkman-Stokes) et visant à capturer la phénoménologie du couplage fluide/solide et du transport réactif en contexte de métamorphisme de croûte continentale.