Une presse à enclume de diamants ?

Il s'agit d'une presse capable de soumettre un objet à des pressions considérables.

L'échantillon étudié (en vert sur le schéma) est réduit en poudre puis placé entre deux enclumes en diamant (seul matériau capable de résister à ces conditions), à l'intérieur d'un joint métallique (en bleu).

Un dispositif rapproche alors les deux enclumes (flèches noires) qui vont comprimer l'échantillon jusqu'à la pression souhaitée.

Enfin, les diamants étant transparents, il est possible de chauffer l'échantillon grâce à un laser infrarouge (flèche rouge).

 

A quoi ça sert ?

En portant un échantillon de roche à des pressions de plusieurs GPa (plusieurs millions de fois la pression atmosphérique) et à des températures de plusieurs milliers de degrés Celsius, on tente de reproduire les conditions qui existent dans les profondeurs de la Terre.

Il est alors possible de déterminer l'état de cette roche dans ces conditions, et notamment le solidus (température au delà de laquelle la roche commence à fondre pour une pression donnée) et le liquidus (température au delà de laquelle la roche est totalement fondue).

 

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Comment utiliser cette application ?

1) on sélectionne l'échantillon de roche que l'on souhaite étudier dans la boîte de rangement, et on le place dans la presse (après l'avoir réduit en poudre)

2) on règle la pression et la température que l'on souhaite atteindre avec la presse

3) on observe l'état de l'échantillon (entièrement solide, entièrement liquide, partiellement liquide ...)

 

Et que fait-on des résultats ?

En recoupant les résultats obtenus dans différentes conditions, il est possible de construire le diagramme de phase* de la roche (la mutualisation des résultats obtenus par l'ensemble de la classe et l'utilisation d'un tableur faciliteront grandement cette tâche).

En fonction de la problématique en cours, il est aussi possible de comparer, pour une pression et une température donnée, l'état de différentes roches, afin de comprendre les mécanismes du magmatisme.

* diagramme de phase = graphique représentant les états (solide, solide+liquide, liquide) de la roche en fonction de la température et de la pression

 

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