L’histoire d’un milliard d’années de l’intérieur de la Terre montre qu’elle est plus mobile que nous ne le pensions

Nicolas Flamant maître de conférences et Ömer F.Bodur Chercheur postdoctoral à l’Université de Wollongong, Australie. Andrew Meredith Chercheur à l’Université de Leeds, Angleterre. Simon Williams Chercheur à l’Université du Nord-Ouest, Xi’an, Chine.

Analytique: Au fond de la Terre en dessous de nous se trouvent deux points de la taille d’un continent. L’un est sous l’Afrique et l’autre sous l’océan Pacifique.

Les gouttes ont leurs racines à 2 900 kilomètres sous la surface, à peu près à mi-chemin du centre de la Terre. On pense que c’est le lieu de naissance de panaches ascendants de roches chaudes appelés « panaches profonds du manteau » qui atteignent la surface de la Terre.

Lorsque ces panaches atteignent la surface pour la première fois, des éruptions volcaniques géantes se produisent – du genre qui a contribué à l’extinction des dinosaures il y a 65,5 millions d’années.

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Les blobs peuvent également contrôler l’éruption d’un type de roche appelé kimberlite, qui transporte des diamants à des profondeurs de 120 à 150 kilomètres (et dans certains cas jusqu’à près de 800 kilomètres) jusqu’à la surface de la Terre.

Les scientifiques savent que les blobs existent depuis longtemps, mais leur comportement au cours de l’histoire de la Terre reste une question ouverte.

Dans de nouvelles recherches, nous modélisons et découvrons un milliard d’années d’histoire géologique Les points s’agglutinent et se désintègrent Il ressemble beaucoup aux continents et aux continents géants.

Un modèle pour l’évolution du globe

Les gouttes se trouvent dans le manteau, une épaisse couche de roche chaude entre la croûte terrestre et le noyau. Le manteau est solide mais s’écoule lentement sur de longues échelles de temps. Nous savons que les blobs sont là parce qu’ils ralentissent les ondes causées par les tremblements de terre, ce qui indique que les blobs sont beaucoup plus chauds que leur environnement.

Les scientifiques conviennent généralement que les gouttes sont liées au mouvement des plaques tectoniques à la surface de la Terre. Cependant, la façon dont les blobs ont changé au cours de l’histoire de la Terre les a déconcertés.

Une école de pensée était que les gouttes existantes servaient d’ancres, maintenues en place pendant des centaines de millions d’années tandis que d’autres roches se déplaçaient. Cependant, nous savons que les plaques tectoniques et les panaches du manteau se déplacent avec le temps, selon des recherches. La forme des points change.

Notre nouvelle recherche Cela montre que les points sur Terre ont changé de forme et d’emplacement beaucoup plus qu’on ne le pensait auparavant. En fait, tout au long de l’histoire, ils ont fusionné et se sont désintégrés de la même manière que les continents et les supercontinents existent à la surface de la Terre.

Nous avons utilisé l’Australie Infrastructure informatique nationale Pour exécuter des simulations informatiques avancées de la façon dont le manteau terrestre a coulé sur un milliard d’années.

Ces modèles sont basés sur Reconstitution des mouvements des plaques tectoniques. Lorsque les plaques s’enfoncent l’une dans l’autre, le fond de l’océan est poussé entre elles dans un processus connu sous le nom de subduction.

Les roches froides du fond de l’océan s’enfoncent de plus en plus profondément dans le manteau et, une fois qu’elles atteignent une profondeur d’environ 2 000 km, elles écartent les points chauds.

Nous avons constaté que, tout comme les continents, les gouttes peuvent fusionner – formant de « grosses bulles » comme dans la formation actuelle – et se désintégrer avec le temps.

Un aspect clé de nos modèles est que bien que les points et la forme aient changé au fil du temps, ils correspondent toujours au schéma des éruptions volcaniques et kimberlitiques enregistrées à la surface de la Terre. Ce schéma était auparavant un argument majeur car les points sont des « ancres » immobiles.

De manière frappante, nos modèles révèlent un point africain qui a été récemment assemblé il y a 60 millions d’années – contrairement aux suggestions précédentes, le point aurait pu exister sous sa forme actuelle. près de dix fois.

Questions restantes sur les points

Comment les points sont-ils apparus ? De quoi sont-ils faits exactement ? Nous ne savons toujours pas.

Les gouttes peuvent être plus denses que le manteau environnant et peuvent donc être constituées d’un matériau séparé du reste du manteau. Au début de l’histoire de la Terre.

Cela peut expliquer pourquoi la composition minérale de la Terre diffère de celle attendue des modèles basés sur la formation de météorites.

Alternativement, la densité des blobs peut s’expliquer par l’accumulation de matériaux océaniques denses provenant des dalles rocheuses poussées vers le bas par le mouvement des plaques tectoniques.

Indépendamment de cette controverse, nos travaux montrent que les plaques qui s’enfoncent sont plus susceptibles de transporter des parties des continents vers la pointe africaine que vers la pointe pacifique.

Fait intéressant, ce résultat est en accord avec des travaux récents indiquant que la source des panaches du manteau s’élevant de la pointe africaine contient du matériel continental, alors que les panaches s’élevant de la pointe pacifique n’en contiennent pas.

Tracez des points pour trouver des minéraux et des diamants

Si nos travaux abordent des questions fondamentales sur l’évolution de notre planète, ils ont aussi des applications pratiques.

Nos modèles fournissent un cadre pour cibler plus précisément les emplacements des minéraux associés à la remontée d’eau dans le manteau. Cela comprend les diamants ramenés à la surface par la kimberlite qui semblent être attachés aux gouttes.

Les gisements de sulfures de schiste, la principale réserve mondiale de nickel, sont également associés aux panaches du manteau. En aidant à cibler des métaux tels que le nickel (un élément clé pour les batteries lithium-ion et d’autres technologies d’énergie renouvelable), nos modèles peuvent contribuer à la transition vers une économie à faibles émissions.

Nicolas Flamant maître de conférences et Ömer F.Bodur Chercheur postdoctoral à l’Université de Wollongong, Australie. Andrew Meredith Chercheur à l’Université de Leeds, Angleterre. Simon Williams Chercheur à l’Université du Nord-Ouest, Xi’an, Chine.

Cet article a été initialement publié Conversation. Lis le article original.