Le mouvement convectif d'eau de mer à travers la croûte océanique et le manteau supérieur entraîné par la chaleur d'origines magmatiques et géothermiques, qui provoque des échanges chimiques entre fluides et roches et produit souvent des sources hydrothermales et des gisements minéraux au niveau du fond océanique.

Principe

La convection thermique met en place une infiltration d'eau de mer dans des zones de recharge froide, un chauffage et des réactions dans des roches chaudes proches d'un magma ou d'une source de chaleur profonde, et une émission concentrée aux cheminées ; la température, la composition des fluides, la perméabilité et la cinétique des réactions gouvernent la nature et les produits de la circulation.

Démonstration

Un exemple concret est l'eau de mer s'infiltrant dans la croûte océanique jeune près d'une dorsale, réagissant avec le basalte pour lixivier des métaux et précipiter des sulfures, et émerger sous forme de fluides chauds (cheminées noir-fumeur) qui forment des halos d'altération zonés et des gisements de sulfures massifs sur le fond marin.

Mauvaise application

Considérer la circulation hydrothermale comme synonyme de tout flux de fluide souterrain (par exemple déplacement lent d'eaux interstitielles dans des sédiments) sans reconnaître le rôle crucial d'un fort flux de chaleur, des réactions d'altération des roches et des régimes de transport advectif.

Conséquence

La reconnaissance correcte de la circulation hydrothermale explique les flux chimiques localisés entre océan et lithosphère, soutient des communautés biologiques chimiosynthétiques, rend compte de la minéralisation du plancher océanique et modifie la chimie océanique à l'échelle des bassins ; elle influence également la perte de chaleur de la lithosphère jeune.

Inversion

L'inversion correspond à un régime de refroidissement purement conductif avec flux advectif de fluide négligeable ; les échanges chimiques se limitent à des processus diffusifs et à une altération basse température, empêchant la formation de systèmes hydrothermaux chauds et de gisements de sulfures massifs associés.

Limite

Désigne la circulation de fluides entraînée par un fort flux de chaleur crustal dans une lithosphère océanique perméable et étroitement associée à des sources de chaleur magmatiques ou géothermiques ; exclut l'écoulement de fluides diagénétiques basse température dans des sédiments profonds, les écoulements purement hydrostatiques et les processus d'altération superficielle.

Tension sémantique

Une tension existe entre les systèmes hydrothermaux alimentés par la chaleur magmatique aux dorsales et ceux alimentés par l'enfouissement profond ou la serpentinisation sur croûte plus âgée, qui diffèrent par température, chimie des fluides et styles de minéralisation malgré l'étiquette commune « hydrothermal ».

Synthèse

La circulation hydrothermale est le flux advectif d'eau de mer entraîné par la chaleur à travers la croûte océanique et le manteau supérieur perméables, couplant systèmes thermiques, chimiques et biologiques et produisant cheminées, halos d'altération et gisements minéraux lorsqu'elle est concentrée et soutenue par une source magmatique ou géothermique.