Des géologues ont analysé de près deux « blobs » bizarres détectés dans les profondeurs de la Terre


L’intérieur de la Terre n’est pas un empilement uniforme de couches.

Vue rotative en 3D des blobs de la Terre. (Cottaar & Lekic/Geophysical Journal International, 2016)

Au cœur de son épaisse couche intermédiaire se trouvent deux blocs colossaux de matière thermochimique.

À ce jour, les scientifiques ne savent toujours pas d’où viennent ces deux structures colossales ni pourquoi elles ont des hauteurs si différentes, mais un nouvel ensemble de modèles géodynamiques a permis de trouver une réponse possible à ce dernier mystère.

Ces réservoirs cachés sont situés de part et d’autre du monde et, à en juger par la propagation profonde des ondes sismiques, le blob sous le continent africain est plus de deux fois plus haut que celui sous l’océan Pacifique.

Après avoir effectué des centaines de simulations, les auteurs de la nouvelle étude pensent que le blob sous le continent africain est moins dense et moins stable que son homologue du Pacifique, et que c’est la raison pour laquelle il est beaucoup plus haut.

“Nos calculs ont montré que le volume initial des blobs n’affecte pas leur hauteur”, explique le géologue Qian Yuan de l’Arizona State University.

“La hauteur des blobs est principalement contrôlée par leur densité et la viscosité du manteau environnant.”

Vue 3D du blob dans le manteau terrestre sous l’Afrique. (Mingming Li/ASU)

L’une des principales couches à l’intérieur de la Terre est le manteau, une couche de roche silicatée située entre le noyau de notre planète et sa croûte. Bien que le manteau soit essentiellement solide, il se comporte un peu comme du goudron sur des échelles de temps plus longues.

Au fil du temps, des colonnes de roche magmatique chaude s’élèvent progressivement à travers le manteau et on pense qu’elles contribuent à l’activité volcanique à la surface de la planète.

Comprendre ce qui se passe dans le manteau est donc une tâche importante en géologie.

Les blobs du Pacifique et de l’Afrique ont été découverts pour la première fois dans les années 1980. En termes scientifiques, ces “superplumes” sont connus sous le nom de grandes provinces à faible vitesse de cisaillement (LLSVP).

Par rapport au LLSVP du Pacifique, l’étude actuelle a révélé que le LLSVP africain s’étend sur environ 1 000 kilomètres de plus (621 miles), ce qui confirme les estimations précédentes.

Cette grande différence de hauteur suggère que ces deux blobs ont des compositions différentes. Cependant, l’impact de ces différences sur le manteau environnant n’est pas clair.

Peut-être que la nature moins stable de la pile africaine, par exemple, peut expliquer pourquoi il y a un volcanisme aussi intense dans certaines régions du continent. Elle pourrait également avoir un impact sur le mouvement des plaques tectoniques, qui flottent sur le manteau.

D’autres modèles sismiques ont révélé que le LLSVP africain s’étend jusqu’à 1 500 kilomètres au-dessus du noyau externe, tandis que le LLSVP du Pacifique atteint 800 kilomètres de haut au maximum.

Dans les expériences de laboratoire qui cherchent à reproduire l’intérieur de la Terre, les piles africaines et pacifiques semblent osciller de haut en bas dans le manteau.

Les auteurs de l’étude actuelle disent que cela soutient leur interprétation selon laquelle le LLSVP africain est probablement instable, et qu’il pourrait en être de même pour le LLSVP du Pacifique, bien que leurs modèles ne l’aient pas montré.

Les différentes compositions des LLSVP du Pacifique et de l’Afrique pourraient également s’expliquer par leurs origines. Les scientifiques ne savent toujours pas d’où viennent ces blobs, mais il existe deux théories principales.

La première est que les amas sont constitués de plaques tectoniques subduites, qui glissent dans le manteau, sont surchauffées et tombent progressivement vers le bas, contribuant à la formation du blob.

Une autre théorie est que les blobs sont des vestiges de l’ancienne collision entre la Terre et la protoplanète Thea, qui nous a donné notre Lune.

Ces théories ne s’excluent pas mutuellement. Par exemple, il se peut que Thea ait contribué à la formation de plus d’une tache, ce qui pourrait expliquer en partie pourquoi elles sont si différentes aujourd’hui.

“Notre combinaison de l’analyse des résultats sismiques et de la modélisation géodynamique fournit de nouvelles perspectives sur la nature des plus grandes structures de la Terre dans l’intérieur profond et leur interaction avec le manteau environnant”, déclare Yuan.

“Ce travail a des implications de grande portée pour les scientifiques qui tentent de comprendre l’état actuel et l’évolution de la structure du manteau profond, ainsi que la nature de la convection mantellique.”

L’étude a été publiée dans Nature Geoscience.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche


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