VESPA : bulletin N° 7 - Les laves de VESPA

Comme initialement prévu, nous avons d’ores et déjà pu obtenir des échantillons de laves sur la plupart des sites de dragages. L’activité principale des géologues à bord est alors de classer et identifier macroscopiquement les différents types de roches en fonction de leur dureté, texture, couleur, types de cristaux ou encore de la porosité.

Une fois cette première approche terminée, nous analyserons plus finement les échantillons dans des laboratoires appropriés, notamment afin de connaitre l’âge de formation ainsi que la composition chimique fine de ceux-ci. Les résultats obtenus nous permettront de construire le modèle du mouvement des plaques tectoniques de la région du Pacifique Sud-Ouest et de déterminer son évolution passée.

Du fait qu’elles aient passé des millions d’années sur les fonds océaniques, la plupart des laves collectées ont des teintes allant de l’orangé au rougeâtre. Ces couleurs sont dues aux changements minéralogiques transformant progressivement les minéraux basaltiques en argiles. Les roches les moins sujettes à cette altération ont des couleurs grises ou noires et sont préférentiellement analysées par l’équipe de géologues à bord. Pour le moment, nous avons retrouvé sur trois sites de dragues des fines couches de verre volcanique non altérées au pourtour de basaltes en coussins . Ce verre est le meilleur matériel possible pour nous aider à répondre aux questions posées dans le projet de campagne.

Dans les laboratoires équipés du matériel adéquate, les géologues sont capables d’analyser des concentrations infimes de quasiment tous les éléments chimiques présents dans les roches (jusqu’à 1ppm, soit 0.0001%). A bord de l’Atalante, nous avons déjà accès à un premier examen chimique de ces éléments à l’aide d’un appareil portatif néo-zélandais analysant la fluorescence des rayons X. Parmi les éléments donnant le plus d’informations, on peut citer le niobium, le titane et le vanadium. Les laves de la ride de Norfolk renferment plus de 30 ppm (parties par millions) de niobium. Ce résultat nous permet de penser que les volcans formant la ride actuelle se sont possiblement formés au milieu d’une plaque tectonique et non pas du fait d’une subduction antérieure et révolue. Au contraire, les laves formant la ride des Loyauté possèdent des concentrations de niobium inférieures à 10ppm. Cela nous permet de dire que cette ride s’est développée à proximité d’une ancienne subduction de plaque tectonique.

Les données isotopiques vont quant à elles permettre de donner des âges aux roches échantillonnées. Les atomes d’uranium et de potassium ont la particularité d’être radioactifs c’est à dire que leurs concentrations sont décroissantes au cours des temps géologiques ; le potassium (père) se transformant en argon (fils) et l’uranium (père) en plomb (fils). La mesure de ces quantités infimes d’éléments particuliers n’est possible que dans certains minéraux distincts comme la hornblende (type d’amphibole riche en potassium retrouvée dans les dragues 1, 4 et 6 pour le moment). La mesure précise des rapports des éléments pères et fils à l’aide d’un spectromètre de masse permettra de déterminer l’âge des minéraux constituant ces roches. Ainsi, nous saurons d’ici un an si les laves des rides des Loyauté, des Trois Rois et de Norfolk sont âgées de 10, 20, 40 ou bien même 80 millions d’années.

Rédigé par Nick Mortimer, traduit par Méderic Amann.

Lavas and VESPA

As expected we have obtained samples of lava at most of our dredge sites. The main job of the rock team while on board is to sort and classify the rocks into different types based on hardness, texture, colour, kinds of crystals and porosity.

After we get back from the VESPA voyage we will date the lavas and make thorough chemical analyses of them. These will let us build a picture of how the plate tectonic setting of the region has changed with time.

Because they have spent millions of years on the sea floor, many of the lavas we have dredged are various shades of red and orange. These colours are caused by the gradual change of volcanic minerals to red clay. The freshest lavas (better for our analytical work) are black and grey. At three dredge sites we have found thin skins of volcanic glass on the outside of basalt lavas. Glass is the best possible material to analyse.

With the right laboratory equipment, geologists can analyse in rocks the parts per million amounts (1ppm = 0.0001%) of almost every element in the periodic table. In fact, we can do some preliminary analyses on board l'Atalante with the portable X-ray fluorescence analyser that the New Zealand scientists have brought along. The amounts of niobium, titanium and vanadium are very informative. The Norfolk Ridge lavas have more than 30 parts per million niobium which tells us that they probably formed away from an old plate boundary. In contrast, the Loyalty Ridge lavas have less than 10 ppm niobium which tells us they were formed near tectonic subduction zones.

We will get ages of the lavas by isotopic dating methods. The atoms of some elements e.g. uranium and potassium are radioactive and change to other elements at constant rates e.g. uranium to lead and potassium to argon. A distinctive dark brown to black mineral called hornblende which is particularly suited to this dating method has been recovered from dredge hauls 1, 4 & 6. Scientists carefully measure the ratios of the starting and finishing elements in a mass spectrometer, and calculate a rock age based on the rate of change between them. So, about a year from now, we will know if the lavas on the Norfolk, Loyalty and Three Kings Ridges are 10, 20, 40 or 80 million years old.

Written by Nick Mortimer. Translated by Mederic Amann.