Les éruptions volcaniques à la surface de la Terre ont des conséquences importantes. Les plus petits peuvent effrayer touristes sur le mont Etna ou perturber le trafic aérien.
Les éruptions géantes à grande échelle peuvent avoir des impacts plus graves. Un tel événement a contribué à la disparition des dinosaures Il y a 66 millions d’années. Géant volcans a également déclenché des événements qui ont conduit à la plus grande masse mourante sur Terre, Le Permien – Extinction de la Trias il y a 252 millions d’années).
Mais qu’est-ce qui alimente une éruption géante, et comment fait-elle son chemin vers la surface du plus profond de la planète?
Dans une nouvelle étude publiée dans Communications Terre et Environnementnous montrons que des colonnes de roche chaude, qui augmentent quelque 3 000 kilomètres à travers le manteau de la Terre et provoquent des éruptions géantes, sont liées aux régions source de la taille d’un continent que nous appelons des taches.
Blobs cachés dans la Terre
Les blobs sont des régions chaudes au bas du manteau de la Terre (entre environ 2 000 km et 3 000 km de profondeur) qui pourraient être composées de différents matériaux par rapport aux roches du manteau environnantes.
Les scientifiques connaissent depuis longtemps ces deux régions chaudes sous l’océan Pacifique et l’Afrique. Géologue David Evans De l’Université de Yale a suggéré l’acronyme Blobs, qui signifie Big Bas Mantle Basal Structures.
Ces blobs existent peut-être depuis des centaines de millions d’années. On ne sait pas s’ils sont stationnaires ou s’ils se déplacent dans le cadre du mouvement du manteau (appelé convection).
Les panaches de manteau étaient le lien implicite dans les études précédentes Rester des gouttes aux éruptions volcaniques géantes. Leur forme est un peu comme une sucette: le « bâton » est la queue de panache et le « bonbon » est la tête de panache.
Les panaches du manteau s’élèvent très lentement à travers le manteau car ils transportent une roche solide chaude, pas de la fonte ou de la lave. À des pressions plus basses dans les 200 km les plus hauts du manteau de la Terre, la roche solide fond, conduisant à des éruptions.
Une relation depuis longtemps
Dans notre nouvelle étude, nous avons simulé la convection du manteau il y a 1 milliard d’années et avons constaté que les panaches du manteau s’élèvent des blobs mobiles et peuvent parfois être inclinés doucement.
Les éruptions volcaniques géantes peuvent être identifiées par le volume de roches volcaniques conservées à la surface de la Terre. L’océan préserve les empreintes digitales détaillées des panaches de manteau au cours des 120 derniers millions d’années environ (il n’y a pas beaucoup de fond marin plus âgé que cela).
Les plateaux océaniques, comme le plateau de Java-Manihiki-Hikurangi Ontong, actuellement dans l’océan Pacifique sud-ouest, sont liés aux têtes de panache. En revanche, des séries de volcans tels que le Chaîne de marin hawaï-empereur et le Chaîne de couturière de Lord Howe sont liés à des queues de panache.
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Les blobs sont-ils fixes ou mobiles?
Nous avons montré que les emplacements d’éruption considérés tombent sur ou à proximité des blobs en mouvement prédits par nos modèles. Les emplacements d’éruption légèrement dehors Des blobs mobiles pourraient s’expliquer par l’inclinaison du panache.
Nous avons représenté des blobs fixes avec des images 3D de l’intérieur de la Terre, créées à l’aide d’ondes sismiques à partir de tremblements de terre éloignés (Une technique appelée tomographie sismique). L’un des quatre modèles tomographiques sismiques que nous avons considérés correspondait aux emplacements des éruptions volcaniques géantes passées, ce qui implique que le scénario fixe des blobs ne peut pas être exclu pour les temps géologiquement récents – au cours des 300 derniers millions d’années.
L’une des prochaines étapes de cette recherche consiste à explorer la nature chimique des blobs et des conduits de panache. Nous pouvons le faire avec des simulations qui suivent l’évolution de leur composition.
Nos résultats suggèrent que la terre profonde est dynamique. Des blobs, qui sont à environ 2000 km sous la surface de la Terre, déplacent des centaines de kilomètres au fil du temps et sont connectés à la surface de la Terre par des panaches de manteau qui créent des éruptions géantes.
Pour prendre du recul et garder les choses en perspective: alors que les mouvements de terre profonde sont significatifs sur des dizaines de millions d’années, ils sont généralement de l’ordre de 1 centimètre par an. Cela signifie que des taches changent en un an à peu près à la vitesse à laquelle les cheveux humains poussent chaque mois.
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