Le noyau de la Terre pourrait être entouré des restes d’anciennes croûtes océaniques

Cette conclusion pourrait résoudre deux mystères à la fois.

Les ondes sismiques des tremblements de terre de l’hémisphère sud recueillies dans l’Antarctique de l’Est fournissent des preuves de la limite entre le noyau et le manteau de la Terre. Crédit photo : Edward Garnero et Mingming Li/Arizona State University.

Des ondes sismiques révèlent des couches minces mais denses de matériaux situés entre la limite entre le noyau et le manteau de la Terre dans certaines parties du monde. Une équipe de géologues pense qu’il s’agit de matériaux qui formaient autrefois le plancher océanique, avant d’être poussés dans le manteau par des plaques continentales chevauchantes.

Certaines parties des continents remontent à l’origine de la Terre, tandis que des zones plus typiques ont encore des milliards d’années. Le fond des océans est une autre affaire : il est produit en permanence au niveau des dorsales médio-océaniques, puis il est renvoyé dans le manteau au niveau des zones de subduction où les plaques continentales, plus légères, passent par-dessus. Peu de vestiges datant de plus de 200 millions d’années ont été retrouvés, ce qui a empêché la recherche de cratères d’impact plus anciens.

Cette découverte, qui constitue un élément essentiel de la théorie des plaques tectoniques, a laissé ouverte la question de savoir ce qu’il advient de la croûte océanique une fois qu’elle a atteint le manteau, passant au-delà de notre capacité à la voir. Une équipe dirigée par le professeur Samantha Hansen, de l’université d’Alabama, a révélé la réponse probable dans un nouvel article : une partie au moins de la croûte océanique s’enfonce au fond du manteau et s’accumule autour du noyau de la Terre.

Notre connaissance de la structure interne de la planète dépend de la façon dont les ondes sismiques produites par les tremblements de terre se courbent et rebondissent lorsqu’elles rencontrent les limites entre les couches. Ces dernières années, notre capacité à mesurer ces ondes s’est améliorée.

« Nous découvrons que cette structure est beaucoup plus complexe qu’on ne le pensait », a déclaré M. Hansen dans un communiqué. Edward Garnero, coauteur de l’étude, a décrit la découverte de « montagnes sur le noyau, à certains endroits jusqu’à cinq fois plus hautes que le mont Everest ».

M. Hansen et ses coauteurs ont étudié les zones de vitesse ultra-faible (ULVZ) qui, comme leur nom l’indique, sont des régions situées au fond du manteau où les ondes sismiques ralentissent. Depuis leur découverte, les ULZV ont attiré l’attention des géologues du monde entier. Des recherches antérieures ont révélé qu’elles sont stratifiées, avec des couches minces de composition variable, mais cela n’explique pas leur origine.

Hansen pense que ce que nous avons appris sur les ULVZ correspond à leur composition de croûte océanique déposée sous les zones de subduction.

« Nos recherches permettent d’établir des liens importants entre la structure de la Terre à faible et à grande profondeur et les processus globaux qui régissent notre planète », a ajouté M. Hansen.

Les ULZV sont plus qu’un simple service d’élimination des déchets de la croûte. Leur présence ou leur absence pourrait déterminer l’endroit où la chaleur s’échappe du noyau de la Terre. Cela pourrait à son tour influencer la présence de points chauds, tels que ceux qui ont donné naissance à Hawaï et à l’Islande.

Lorsque les scientifiques disent qu’ils doivent aller au bout du monde pour leurs recherches, certains le pensent littéralement, comme cette équipe qui a descendu des détecteurs sismiques dans la glace de l’Antarctique. Crédit photo : Photo reproduite avec l’aimable autorisation de Lindsey Kenyon.

Les ULZV sont mal connues car les ondes qui permettent de les sonder ne sont produites que par de rares formes de tremblements de terre. Lorsqu’elles se produisent, les ondes ne font pas toujours surface dans les zones les plus propices de la planète. Moins de 20 % de la frontière entre le noyau et le manteau ont été étudiés pour détecter la présence d’ULVZ. Mme Hansen et ses étudiants ont dû se rendre à plusieurs reprises en Antarctique pour installer les dispositifs de surveillance dont ils avaient besoin. Même là où des études ont été menées, les méthodes existantes ne permettent pas de détecter les ULVZ de moins de 5 kilomètres d’épaisseur, de sorte que les zones considérées comme exemptes d’ULVZ peuvent n’avoir qu’une couche très fine.

L’ULVZ sur laquelle l’équipe s’est concentrée n’est située sous aucune zone de subduction existante, mais compte tenu de la façon dont les continents se déplacent, il est plausible qu’elle l’ait été autrefois et que nous en ayons trouvé les vestiges. En effet, la modélisation suggère qu’il faudrait plus de 100 millions d’années pour que les matériaux de la croûte terrestre descendent à travers le manteau épais de 2 000 kilomètres.

L’étude est publiée dans Science Advances.

Lire aussi : Un morceau de croûte terrestre vieux de 4 milliards d’années a été identifié sous l’Australie

Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche

Participez à une conférence sur sa sécurité physique et celle de sa famille :

Cliquez ici pour réserver votre place gratuitement aujourd’hui !