Pourquoi la présence de vapeur d'eau fait baisser la température de fusion du magma dans les zones de subduction ?
Temperature

Temperatures of molten lava, which is magma extruded onto the surface, are almost all in the range 700 to 1,400 °C (1,300 to 2,600 °F), but very rare carbonatite magmas may be as cool as 490 °C (910 °F), and komatiite magmas may have been as hot as 1,600 °C (2,900 °F). Magma has occasionally been encountered during drilling in geothermal fields, including drilling in Hawaii that penetrated a dacitic magma body at a depth of 2,488 m (8,163 ft). The temperature of this magma was estimated at 1,050 °C (1,920 °F). Temperatures of deeper magmas must be inferred from theoretical computations and the geothermal gradient.

Most magmas contain some solid crystals suspended in the liquid phase. This indicates that the temperature of the magma lies between the solidus, which is defined as the temperature at which the magma completely solidifies, and the liquidus, defined as the temperature at which the magma is completely liquid. Calculations of solidus temperatures at likely depths suggests that magma generated beneath areas of rifting starts at a temperature of about 1,300 to 1,500 °C (2,400 to 2,700 °F). Magma generated from mantle plumes may be as hot as 1,600 °C (2,900 °F). The temperature of magma generated in subduction zones, where water vapor lowers the melting temperature, may be as low as 1,060 °C (1,940 °F).
Décompression

La fusion par décompression se produit en raison d'une diminution de la pression. C'est le mécanisme le plus important pour produire du magma à partir du manteau supérieur.

Les températures de fusion solides de la plupart des roches (les températures en dessous desquelles elles sont complètement solides) augmentent avec l'augmentation de la pression en l'absence d'eau. Le péridotite en profondeur dans le manteau terrestre peut être plus chaud que sa température de fusion solide à un niveau plus superficiel. Si une telle roche s'élève pendant la convection du manteau solide, elle se refroidira légèrement lors d'un processus adiabatique, mais ce refroidissement n'est que d'environ 0,3 °C par kilomètre. Des études expérimentales sur des échantillons de péridotite appropriés montrent que les températures de fusion solides augmentent de 3 °C à 4 °C par kilomètre. Si la roche s'élève suffisamment, elle commencera à fondre. Les gouttelettes de magma peuvent se regrouper en volumes plus importants et s'infiltrer vers le haut. Ce processus de fusion résultant du mouvement ascendant du manteau solide est essentiel à l'évolution de la Terre.

La fusion par décompression crée la croûte océanique aux dorsales médio-océaniques, ce qui en fait de loin la source de magma la plus importante sur Terre. Elle provoque également le volcanisme dans les régions intraplaques, telles que l'Europe, l'Afrique et le plancher océanique du Pacifique. Le volcanisme intraplaque est attribué à la montée de panaches mantelliques ou à l'extension intraplaque, l'importance de chaque mécanisme étant un sujet de recherche continue.
### Query ###
Pourquoi la présence de vapeur d'eau fait baisser la température de fusion du magma dans les zones de subduction ?

### Main Text ###
Temperature

Temperatures of molten lava, which is magma extruded onto the surface, are almost all in the range 700 to 1,400 °C (1,300 to 2,600 °F), but very rare carbonatite magmas may be as cool as 490 °C (910 °F), and komatiite magmas may have been as hot as 1,600 °C (2,900 °F). Magma has occasionally been encountered during drilling in geothermal fields, including drilling in Hawaii that penetrated a dacitic magma body at a depth of 2,488 m (8,163 ft). The temperature of this magma was estimated at 1,050 °C (1,920 °F). Temperatures of deeper magmas must be inferred from theoretical computations and the geothermal gradient.

Most magmas contain some solid crystals suspended in the liquid phase. This indicates that the temperature of the magma lies between the solidus, which is defined as the temperature at which the magma completely solidifies, and the liquidus, defined as the temperature at which the magma is completely liquid. Calculations of solidus temperatures at likely depths suggests that magma generated beneath areas of rifting starts at a temperature of about 1,300 to 1,500 °C (2,400 to 2,700 °F). Magma generated from mantle plumes may be as hot as 1,600 °C (2,900 °F). The temperature of magma generated in subduction zones, where water vapor lowers the melting temperature, may be as low as 1,060 °C (1,940 °F).

### Supplementary Text ###
Décompression

La fusion par décompression se produit en raison d'une diminution de la pression. C'est le mécanisme le plus important pour produire du magma à partir du manteau supérieur.

Les températures de fusion solides de la plupart des roches (les températures en dessous desquelles elles sont complètement solides) augmentent avec l'augmentation de la pression en l'absence d'eau. Le péridotite en profondeur dans le manteau terrestre peut être plus chaud que sa température de fusion solide à un niveau plus superficiel. Si une telle roche s'élève pendant la convection du manteau solide, elle se refroidira légèrement lors d'un processus adiabatique, mais ce refroidissement n'est que d'environ 0,3 °C par kilomètre. Des études expérimentales sur des échantillons de péridotite appropriés montrent que les températures de fusion solides augmentent de 3 °C à 4 °C par kilomètre. Si la roche s'élève suffisamment, elle commencera à fondre. Les gouttelettes de magma peuvent se regrouper en volumes plus importants et s'infiltrer vers le haut. Ce processus de fusion résultant du mouvement ascendant du manteau solide est essentiel à l'évolution de la Terre.

La fusion par décompression crée la croûte océanique aux dorsales médio-océaniques, ce qui en fait de loin la source de magma la plus importante sur Terre. Elle provoque également le volcanisme dans les régions intraplaques, telles que l'Europe, l'Afrique et le plancher océanique du Pacifique. Le volcanisme intraplaque est attribué à la montée de panaches mantelliques ou à l'extension intraplaque, l'importance de chaque mécanisme étant un sujet de recherche continue.

### Draft ###

Query: "Pourquoi la présence de vapeur d'eau fait baisser la température de fusion du magma dans les zones de subduction?"

Translation check: "Why does water vapor presence lower magma's melting temperature in subduction zones?"

Key terms: *température de fusion* = melting temperature, *magma* = magma, *zones de subduction* = subduction zones.

### 1. Query Classification

Information retrieval task. ● High confidence domain: petrology, geochemistry.

Core question: Mechanism explaining temperature depression in subduction-related magmas.

### 2. Domain Contextualization  

Subduction zones = oceanic lithosphere diving beneath continental/oceanic crust.

Key processes:
- Dehydration of hydrous minerals (amphiboles, micas, hydrous phases)
- H₂O release → vapor transport to mantle wedge
- Vapor-melt equilibria → lowered solidus temperature

⟨H≈0.2⟩ Water's role in melting: classic Henry's Law behavior. Increasing volatiles → decreasing melting point. Amphibole breakdown releases H₂O at subduction temperatures (~100-200°C). Vapor migrates upward, encounters hot mantle rocks, triggers partial melting...

### 3. Physical Mechanisms

Primary process: **Lowering of solidus temperature**

→ Vapor-absent solidus: ~1300-1500°C (mantle peridotite)
→ Water-saturated solidus: ~1000-1100°C

Mechanism:
1. Dehydrated minerals in subducting slab release H₂O
2. H₂O vapor migrates upward into mantle wedge  
3. Vapor + hot mantle rocks → volatile-saturated conditions
4. Volatile saturation → depression of solidus temperature
5. Mantle wedge reaches melting point at shallower depths

∴ Same temperature → more melting with water present.

### 4. Quantitative Context

Without volatiles: Need ~1300°C+ for partial melting
With 3-5% H₂O: Melting starts ~1000-1100°C

? Key insight: Same rock, different melting temperatures based on volatile content.

### 5. Verification & Constraints

Physical realism check: ● 
- Water solubility in silicate melts: well-established
- Volatile-induced melting depression: documented in experiments
- Subduction zone temperatures: geotherm data consistent
- Depth-dependent melting: observed in volcanic arcs

⚠ Potential confusion: Not "freezing point depression" but **solidus depression**

Final answer structure:
1. Water vapor presence → melting temperature lowering
2. Mechanism: volatile-saturated conditions in mantle wedge
3. Quantitative: ~1060°C vs 1300-1500°C  
4. Physical process: mantle dehydration + volatile transport + melting

✓ Answer synthesizes: hydration reactions, volatile transport, thermobaric conditions, melting point depression.

### Answer###
La présence de vapeur d'eau dans les zones de subduction entraîne une baisse significative de la température de fusion du magma. Cette réduction s'explique par le fait que l'eau vaporisée modifie les conditions de fusion du manteau terrestre, abaissant le point de fusion solide des roches.

Dans les zones de subduction, où les plaques océaniques plongent sous les plaques continentales, le processus de déshydratation libère de l'eau vaporisée qui migre vers le manteau supérieur. Cette eau vaporisée interagit avec les minéraux du manteau et modifie leur comportement de fusion. Contrairement aux roches sèches dont les températures de fusion solide augmentent avec la pression, la présence d'eau vaporisée a l'effet inverse : elle diminue le point de fusion nécessaire pour que le manteau commence à fondre.

Cette interaction eau-manteau permet au magma de se former à des températures beaucoup plus basses que dans d'autres contextes géologiques. Les températures de fusion du magma généré dans les zones de subduction peuvent ainsi descendre jusqu'à environ 1 060°C, contre 1 300 à 1 500°C pour le magma formé par décompression dans les zones de rift, ou même 1 600°C pour les magmas issus de panaches mantelliques.