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Des études géophysiques ont montré que la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère est associée à des anomalies sismiques et électriques. L’interprétation de ces anomalies est critique, car cette zone découple les plaques lithosphériques rigides de la partie convective du manteau. S’agit-il d’une limite rhéologique ou d’une limite compositionnelle associée à la présence de faibles quantités de magma ?
Le manteau lithosphérique océanique est formé au niveau des rides médio-océaniques et correspond au manteau résiduel appauvri après extraction des basaltes formant le plancher océanique. Cependant, une étude récente a montré que de faibles quantités de magma peuvent percoler à travers la base de ce manteau lithosphérique. Ce mécanisme dit métasomatique s’observe par une modification chimique des péridotites, mais également par l’addition de minéraux hydratés sous forme de veines.