Un nouveau papier sauvage suggère que l’activité tectonique de la Terre a une source invisible

La Terre est loin d’être une masse solide de roche. La couche externe de notre planète – connue sous le nom de lithosphère – est composée de plus de 20 plaques tectoniques ; Alors que ces ardoises gargantuesques glissent sur la face de la planète, nous obtenons le mouvement des continents et l’interaction aux frontières, dont la moindre n’est pas la montée et la chute de l’ensemble des chaînes de montagnes et des fosses océaniques.

Pourtant, il y a un débat sur ce qui fait que ces blocs de roche géants se déplacent en premier lieu.

Parmi les nombreuses hypothèses mis en avant au cours des siècles, les courants de convection générés par le noyau chaud de la planète ont été discutés comme explication, mais il est douteux que cet effet produise suffisamment d’énergie.

Une étude récemment publiée se tourne vers le ciel pour une explication. Notant que la force plutôt que la chaleur est plus couramment utilisée pour déplacer de gros objets, les auteurs suggèrent que l’interaction des forces gravitationnelles du Soleil, de la Lune et de la Terre pourrait être responsable du mouvement des plaques tectoniques de la Terre.

La clé de l’hypothèse est la barycentre – le centre de masse d’un système de corps en orbite, en l’occurrence celui de la Terre et la lune. C’est le point autour duquel notre Lune orbite réellement, et ce n’est pas directement au centre de masse de notre planète, que nous appelons le géocentre.

Au lieu de cela, l’emplacement du barycentre sur Terre change au cours du mois de 600 kilomètres (373 miles) car l’orbite de la Lune autour de la Terre est elliptique en raison de l’attraction gravitationnelle de notre Soleil.

« Parce que le barycentre oscillant se situe à environ 4 600 kilomètres [2,858 miles] du géocentre, l’accélération orbitale tangentielle de la Terre et l’attraction solaire sont déséquilibrées sauf au barycentre », dit la géophysicienne Anne Hofmeister, de l’Université de Washington à St. Louis.

« Les couches intérieures chaudes, épaisses et solides de la planète peuvent résister à ces contraintes, mais sa lithosphère mince, froide et cassante réagit en se fracturant. »

Une tension supplémentaire est ajoutée lorsque la Terre tourne sur son axe, aplatir Légèrement d’une forme sphérique parfaite – et ces trois contraintes de la Lune, du Soleil et de la Terre elle-même se combinent pour provoquer le déplacement et la division des plaques tectoniques.

« Les différences dans l’alignement et l’amplitude de la force centrifuge accompagnant l’attraction solaire alors que la Terre ondule sur son orbite complexe autour du Soleil superposent des forces hautement asymétriques et temporellement variables sur la Terre, qui est déjà stressée par la rotation », les chercheurs écrivent.

Ce qui se passe sous la surface, c’est que la lithosphère solide et le manteau supérieur solide tournent à des vitesses différentes en raison de ces contraintes et contraintes, rapportent les chercheurs – tout cela en raison de notre configuration particulière Terre-Lune-Soleil.

« Notre Lune d’une taille unique et notre distance particulière par rapport au Soleil sont essentielles », dit Hofmeister.

Sans la Lune et les déplacements qu’elle provoque entre le barycentre et le géocentre, nous ne verrions pas l’activité des plaques tectoniques que nous obtenons à la surface de la Terre, affirment les chercheurs. Comme l’attraction gravitationnelle du Soleil sur la Lune est 2,2 fois supérieure à celle de la Terre, elle s’éloignera de notre planète au cours des prochains milliards d’années environ.

Cela dit, les forces gravitationnelles en jeu ont encore besoin de l’intérieur chaud de la Terre pour que tout cela fonctionne, affirment les chercheurs.

« Nous proposons que la tectonique des plaques résulte de deux processus gravitationnels différents, mais en interaction », ils écrivent. « Nous soulignons que la chaleur intérieure de la Terre est essentielle pour créer la couche limite thermique et physique connue sous le nom de lithosphère, sa fonte basale et la zone sous-jacente à faible vitesse. »

Pour valider davantage l’hypothèse décrite dans leur étude, les chercheurs appliquent leur analyse à plusieurs planètes rocheuses et lunes du système solaire, dont aucune n’a eu d’activité tectonique confirmée à ce jour.

Leur comparaison entre la Terre et les autres principaux corps célestes du système solaire révèle une explication potentielle de la raison pour laquelle nous n’avons jusqu’à présent détecté aucune activité tectonique sur aucune des principales lunes ou planètes rocheuses. Le plus proche de la Terre dans tous les paramètres nécessaires, cependant, est Pluton.

« Un test serait un examen détaillé de la tectonique de Pluton, qui est trop petite et froide pour convecter, mais a une lune géante et une surface étonnamment jeune », dit Hofmeister.

La recherche a été publiée dans Documents spéciaux de la GSA.