Les premiers produits chimiques qui se sont formés sur Terre ont peut-être migré dans les parties les plus basses du manteau, créant une région de vitesse ultra-lente autour du noyau terrestre.
Évidemment, aucun d’entre nous n’irait là-bas et ne serait affecté par cette zone, mais les ondes sismiques sont affectées, selon des chercheurs de l’Université de l’Utah. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue, sciences naturelles de la terreDans l’étude, les chercheurs décrivent une région étonnamment stratifiée autour du noyau de la Terre qui ralentit les ondes sismiques.
« De toutes les caractéristiques que nous connaissons dans le manteau profond, les régions à très faible vitesse représentent ce qui peut être le plus extrême », a déclaré Michael S. Thorne, professeur adjoint au département de géologie et de géophysique de l’Université de l’Utah. dans la situation actuelle. « En fait, ce sont quelques-uns des traits les plus extrêmes trouvés n’importe où sur la planète. »
Entre la fine croûte externe et le noyau fer-nickel se trouve le manteau terrestre, qui est extrêmement chaud mais dur. Ce manteau peut se déplacer dans le temps et est le moteur du mouvement des plaques tectoniques de la planète. C’est aussi impossible à voir, alors comment savoir ce qu’il y a là-bas ?
À cette fin, les chercheurs utilisent les ondes sismiques générées par les tremblements de terre pour mesurer quand et où ces ondes sont détectées dans diverses stations de surveillance à travers le monde.
Étant donné que les ondes physiques d’un tremblement de terre se déplacent à des vitesses différentes à travers différents matériaux et peuvent également être déformées par certains matériaux, quand et comment nous détectons ces ondes nous indique quelle matière les traverse à l’intérieur de la planète.
À l’aide de ces ondes, les chercheurs ont découvert qu’au bas du manteau se trouve une région où ces ondes sismiques ralentissent jusqu’à 50 % et leur intensité est trois fois supérieure à celle du manteau environnant.
À l’origine, les chercheurs pensaient que le manteau pouvait partiellement fondre dans cette région – il est juste en face du noyau externe liquide, après tout – et que c’était peut-être là où le magma produit les « points chauds » tectoniques responsables de la formation des îles d’Hawaï et d’Islande, mais il ne semble pas que c’est la situation.
« Mais la plupart des choses que nous appelons zones à très faible vitesse ne semblent pas se trouver sous les volcans des points chauds, donc cela ne peut pas être toute l’histoire », a déclaré Thorne.
L’hypothèse alternative, selon laquelle les régions à vitesse ultra-lente ont une composition différente du reste du manteau, est plus logique compte tenu des données.
« Les propriétés physiques des régions à ultra-faible vitesse sont liées à leur origine », a-t-il déclaré. Scientifique postdoctorale Surya Pachai, « qui à son tour fournit des informations importantes sur l’état thermique et chimique, l’évolution et la dynamique du manteau inférieur de la Terre, une partie essentielle de la convection qui entraîne le mouvement de la tectonique des plaques ».
Une grande partie de cette origine pourrait avoir été la collision hypothétique entre la Terre et une protoplanète de la taille de Mars appelée Theia il y a environ 4,5 milliards d’années. La collision, qui aurait sculpté une partie du manteau terrestre et façonné la lune, a généré une chaleur incroyable et créé un vaste océan de magma à la surface de la Terre.
Cet océan de magma aurait eu toutes sortes de minéraux en suspension, et les forces convectives en auraient transporté une grande partie dans le manteau, où il s’est déposé au fil du temps jusqu’au fond. Au cours de 4 milliards d’années de processus convectifs, cette couche uniforme de matériau aurait pu être poussée dans des zones plus petites et en couches, résultant en des régions à faible vitesse qui apparaissent dans les données sismiques.
« La découverte initiale et la plus surprenante est donc que les régions à ultra-faible vitesse ne sont pas homogènes mais présentent de fortes hétérogénéités (différences structurelles et de composition) », a déclaré Bachai.
« Cette découverte change notre point de vue sur l’origine et la dynamique des régions à très faible vitesse. Nous avons constaté que ce type de régions à très faible vitesse peut s’expliquer par l’hétérogénéité chimique qui a été créée au début de l’histoire de la Terre et qu’elles ne se sont pas encore bien mélangées après 4,5 milliards d’années de convection dans le manteau ».
