Cartographier l’eau dans le manteau terrestre à partir de mesures de l’atténuation sismique au laboratoire – HAMLETT

Le cycle profond de l'eau joue un rôle essentiel dans l'évolution dynamique de l'intérieur et de la surface de la Terre. Néanmoins, de nombreuses questions subsistent sur la quantité, la distribution et la forme de l'eau dans les profondeurs. Les études sismologiques constituent une riche source d'informations pour cartographier cette eau, car celle-ci affecte non seulement la vitesse des ondes, mais aussi leur amplitude. Comme les vitesses (VP,S) et l'atténuation (Q-1) dépendent différemment des propriétés des roches, leur interprétation conjointe dans les modèles sismiques peut constituer une approche puissante pour déduire l'hydratation des zones de subduction. Jusqu'à présent, cette approche a été entravée par le manque de données expérimentales sur la viscoélasticité des roches hydratées. L'ambition du projet HAMLETT est de lever cette barrière en fournissant des données expérimentales uniques sur leurs propriétés élastiques et anélastiques. Des techniques de laboratoire innovantes, mises en œuvre dans les laboratoires hôtes et dans les installations synchrotron, seront utilisées pour mesurer le facteur Q-1 des principaux minéraux et roches hydratés, ainsi que pour quantifier l'effet des fluides interstitiels sur la dispersion et l'atténuation des vitesses. Nous utiliserons la théorie des milieux effectifs (EMT) pour extrapoler ces résultats expérimentaux de la micro-échelle à la macro-échelle des images sismiques. Nous pourrons ainsi prédire de manière fiable comment l'hydratation affecte Vp, Vs, le rapport Vp/Vs et Q-1 des roches de subduction, y compris l'anisotropie induite par les textures minérales, ainsi que la signature sismique des roches en cours de déshydratation. Les techniques de laboratoire uniques et les schémas de modélisation EMT mis en œuvre dans HAMLETT constitueront une base solide pour d'autres recherches sur l'anélasticité des roches, en vue d'une interprétation physiquement plus réaliste des observations sismiques.