Vova Krasen
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Au plus profond de la Terre, là où le manteau solide rencontre le noyau externe en fusion, d'étranges gouttes de roche chaude de la taille d'un continent s'avancent sur des centaines de kilomètres dans toutes les directions. Ces montagnes souterraines portent plusieurs noms: «piles thermochimiques», «grandes provinces à faible vitesse de cisaillement» (LLSVP), ou parfois simplement «les gouttes».
Les géologues ne savent pas grand-chose de l'origine de ces taches ou de ce qu'elles sont, mais ils savent qu'elles sont gargantuesques. Les deux plus grosses gouttes, qui se trouvent profondément sous l'océan Pacifique et l'Afrique, représentent près de 10% de la masse totale du manteau, selon une étude de 2016 - et, si elles reposaient sur la surface de la Terre, le duo s'étendrait chacune environ 100 fois plus haut que Mont Everest. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent que même ces nobles analogies peuvent sous-estimer la taille réelle des blobs..
Dans une étude publiée le 12 juin dans la revue Science, les chercheurs ont analysé les ondes sismiques générées par les tremblements de terre sur près de 30 ans. Ils ont trouvé plusieurs caractéristiques massives, jamais détectées auparavant le long des bords de la goutte du Pacifique.
«Les structures que nous avons localisées sont… des milliers de kilomètres de large», a déclaré l'auteur principal de l'étude Doyeon Kim, boursier postdoctoral à l'Université du Maryland, dans un courriel. Selon Kim, c'est un ordre de grandeur plus grand que les caractéristiques typiques trouvées le long du bord de la goutte.
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Une carte de la Terre tremblante
Parce que les taches vivent profondément, profondément à l'intérieur de la Terre, les géologues ne peuvent commencer à comprendre leur forme et leur taille qu'en regardant les ondes sismiques (ondes sonores générées par les tremblements de terre) qui les traversent. Ces régions chaudes et denses peuvent ralentir les vagues entrantes jusqu'à 30% par rapport au manteau environnant; les régions les plus chaudes et les plus lentes sont connues sous le nom de zones à très faible vitesse (ULVZ), et elles se produisent généralement près des bords des gouttes, a déclaré Kim..
Dans leur étude, Kim et ses collègues ont créé une nouvelle carte des ULVZ sous l'océan Pacifique en utilisant un algorithme appelé «le séquenceur», qui a été développé à l'origine pour trouver des modèles de rayonnement stellaire. Avec cet algorithme, l'équipe a analysé 7000 sismogrammes, ou mesures d'ondes sismiques, collectés entre 1990 et 2018, créés par des centaines de tremblements de terre de magnitude 6,5 ou plus. Les tremblements de terre se sont produits en Asie et en Océanie, ont écrit les chercheurs; mais alors que leurs ondes sismiques frissonnaient à travers le globe, ils passaient clairement à travers la tache du manteau de l'océan Pacifique avant d'atteindre les sismomètres aux États-Unis..
L'algorithme a révélé d'énormes sections d'ULVZ jamais détectées auparavant, y compris une région blobby sous les îles Marquises dans l'océan Pacifique Sud, qui mesurait plus de 1000 kilomètres de diamètre. Le séquenceur a également montré qu'un segment de la tache profondément sous les îles hawaïennes est considérablement plus grand qu'on ne le pensait auparavant..
"En examinant des milliers de frontières noyau-manteau [sismogrammes] à la fois, au lieu de nous concentrer sur quelques-uns à la fois, nous avons une perspective totalement nouvelle", a déclaré Kim dans un communiqué..
La taille énorme de ces structures suggère que les taches le long de la limite noyau-manteau - et en particulier les ULVZ les plus chaudes et les plus denses - sont probablement plus répandues que les recherches précédentes ne l'indiquent. De plus, a ajouté Kim, le fait que ces grandes zones se cachent à proximité de points chauds volcaniques connus pourrait également révéler des indices sur leur impact sur la géologie de la Terre..
Il est possible, par exemple, que les ULVZ au plus profond du manteau puissent alimenter les grands «panaches» de roches chaudes dans le manteau supérieur qui créent des points chauds volcaniques à la surface, a déclaré Kim. Ces panaches du manteau pourraient «aspirer» le matériau fondu collecté dans les ULVZ et le tirer vers le haut, ce qui pourrait expliquer pourquoi les plus grands ULVZ sont situés profondément sous des chaînes d'îles volcaniques comme les îles hawaïennes et marquises..
Ce n'est qu'une théorie, dit Kim; même avec des algorithmes conçus pour percer le vide de l'espace, les mystères près du centre de la Terre restent aussi obscurs que jamais.
"En bref, tout est incertain pour le moment", a déclaré Kim, "mais c'est ce qui rend notre domaine d'études si passionnant."
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Publié à l'origine le .
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