Des scientifiques ont mis au jour deux vastes régions, de la taille de continents, dissimulées profondément dans le manteau terrestre, désignées dans une récente étude comme des « îles ». Cette recherche menée par l’Université d’Utrecht révèle que ces territoires ne sont pas seulement plus chauds que leur environnement, mais aussi très anciens, datant d’au moins 500 millions d’années, voire plus.
Ces résultats remettent en question les théories établies selon lesquelles le manteau terrestre serait un système homogène et en mouvement rapide. Au contraire, les recherches indiquent qu’il y aurait en réalité beaucoup moins de circulation dans le manteau que ce que l’on pensait auparavant.
Les îles cachées à l’intérieur de la Terre
Ces îles souterraines sont enfouies à environ 2 000 kilomètres sous nos pieds et atteignent des hauteurs d’environ 1 000 kilomètres, dépassant ainsi de loin tous les sommets montagneux présents à la surface de notre planète et même ceux des autres planètes de notre système solaire.
Les zones en question, situées sous l’Afrique et l’océan Pacifique, ont été détectées pour la première fois à la fin du 20e siècle grâce à l’analyse sismique.
Lorsqu’un puissant tremblement de terre se produit, il fait résonner la Terre comme une cloche, produisant des oscillations que les sismologues peuvent analyser pour mettre en évidence des anomalies souterraines.
Grandes Provinces à Basse Vitesse Sismique (LLSVPs)
Les études ont mis en avant des éléments que les scientifiques appellent désormais Grandes Provinces à Basse Vitesse Sismique (LLSVPs).
« Personne ne sait ce que cela représente et si ce phénomène est temporaire ou s’il est là depuis des millions, voire des milliards d’années », a expliqué Arwen Deuss, sismologue à l’Université d’Utrecht.
Entourant ces « îles » se trouve un cimetière de plaques tectoniques froides et enfouies qui ont plongé dans le manteau terrestre par un processus de subduction, où une plaque s’enfonce sous une autre. Contrairement aux régions environnantes, les ondes sismiques ralentissent significativement au sein des LLSVPs en raison de leurs températures élevées.
Le manteau terrestre reste un mystère
Pour explorer plus en profondeur ces structures, Deuss et sa collègue Sujania Talavera-Soza ont intégré une approche novatrice dans l’étude des ondes sismiques.
Au-delà d’analyser le ralentissement des ondes, elles ont également mesuré le « damping », ou la quantité d’énergie que ces ondes perdent au cours de leur trajet à travers la Terre.
« Contre toute attente, nous avons constaté peu de damping dans les LLSVPs, ce qui a fait en sorte que les tonalités y résonnaient de manière très forte. En revanche, nous avons trouvé beaucoup de damping dans le cimetière de plaques froides, où les tonalités étaient très faibles », a déclaré Talavera-Soza.
Ces résultats ont révélé que les LLSVPs, bien que chauds, ne provoquent pas de diminution significative des ondes sismiques, contrairement aux attentes que l’on aurait pu avoir en se basant sur le comportement des ondes dans le manteau supérieur.
La taille des grains joue un rôle dans les LLSVPs
Ces résultats inattendus ont poussé l’équipe à examiner les propriétés matérielles des LLSVPs. Selon des analyses minéralogiques suggérées par Laura Cobden, co-auteur de l’étude, la taille des grains joue un rôle central.
Dans le cimetière des plaques froides, les plaques tectoniques se recristallisent en grains plus petits au fur et à mesure de leur enfoncement dans le manteau, entraînant une perte d’énergie importante lorsque les ondes sismiques traversent de nombreux frontières de grains. En revanche, les LLSVPs semblent être constituées de grains beaucoup plus gros, permettant aux ondes de passer avec un damping minimal.
Comme ces grains minéraux ne croissent pas rapidement, cela signifie que les LLSVPs sont beaucoup plus anciennes que les cimetières de plaques environnants. Cette découverte suggère que ces LLSVPs ne font pas partie des processus de convection dans le manteau et sont restées essentiellement inchangées pendant de vastes périodes – ce qui contraste avec le matériel en constante régénération qui les entoure.
Pourquoi est-ce important ?
La rigidité et l’ancienneté des LLSVPs remettent en question l’idée d’un manteau comme un système uniformément mélangé. « Après tout, les LLSVPs doivent d’une façon ou d’une autre être capables de survivre à la convection dans le manteau », a souligné Talavera-Soza.
Cela a d’importantes implications pour notre compréhension de l’évolution de la Terre. Le manteau entraîne des phénomènes en surface tels que le volcanisme et la formation de montagnes.
Par exemple, les panaches mantelliques – colonnes de matière chaude émergeant des profondeurs de la Terre – seraient issus des bords des LLSVPs, provoquant progressivement des activités volcaniques, comme celle visible à Hawaii.
Étudier les îles cachées
Pour explorer ces profondeurs, les sismologues s’appuient sur les oscillations provoquées par de puissants tremblements de terre, en particulier ceux survenant à de grandes profondeurs, comme le tremblement de terre de Bolivie en 1994.
« Cet événement n’a jamais été relayé dans les médias car il s’est produit à une profondeur de 650 km et n’a heureusement causé aucun dommage ou victime à la surface terrestre », a déclaré Deuss.
Les sismomètres enregistrent des données de haute qualité depuis 1975, permettant ainsi aux chercheurs de revisiter des tremblements de terre passés pour recueillir des informations précieuses.
LLSVPs et le manteau terrestre
Cette recherche offre une perspective transformative sur le manteau terrestre. Au lieu d’un système homogène, le manteau abrite des structures anciennes et stables qui défient les modèles conventionnels.
Comprendre ces régions est essentiel pour interpréter les phénomènes en surface et propose une image plus claire du fonctionnement interne complexe de la Terre.
« Le manteau terrestre est le moteur qui entraîne tous ces phénomènes. Prenons les panaches mantelliques, qui ressemblent à des bulles de matière chaude remontant du profond intérieur de la Terre, comme dans une lampe à lave. Nous pensons que ces panaches proviennent des bords des LLSVPs », a conclu Deuss.
La découverte des propriétés uniques des LLSVPs et de leur rôle dans les processus à la surface de la Terre marque une avancée significative dans l’étude de l’intérieur dynamique de notre planète.
Points à retenir
- Les LLSVPs représentent des régions stables et anciennes, défiant les conceptions traditionnelles du manteau terrestre.
- Les analyses sismiques fournissent des données précieuses sur les propriétés de ces structures mystérieuses.
- La taille des grains des matériaux dans les LLSVPs influence significativement leur comportement sismique.
- Les découvertes sur le manteau pourraient améliorer notre compréhension des activités volcaniques à la surface de la Terre.
- Les nouvelles méthodes de recherche ouvrent des perspectives intéressantes pour explorer les profondeurs de notre planète.
En tant qu’observateur passionné des phénomènes géologiques, je ne peux m’empêcher de penser aux implications profondes que ces découvertes pourraient avoir sur notre compréhension de la Terre. Chaque couche, chaque mouvement, chaque interaction au sein de notre planète représente un chapitre d’une histoire complexe qui mérite d’être explorée. En tant qu’êtres humains, réfléchir à notre place dans ce récit universel est à la fois fascinant et essentiel. Quel avenir nous attend lorsque nous approfondissons notre connaissance des merveilles cachées sous nos pieds ?