Selon une nouvelle étude, des îles de la taille d’un continent situées au cœur du manteau terrestre pourraient avoir plus d’un milliard d’années.
Connues sous le nom de grandes provinces à faible vitesse sismique (LLSVP), ces blobs sont à la fois plus chaudes et plus anciennes que les zones voisines du manteau. Les résultats, publiés le 22 janvier dans la revue Naturemettent en lumière l’intérieur profond de la Terre et pourraient aider à expliquer comment le manteau se déplace au fil du temps.
Les scientifiques connaissent ces LLSVP depuis quelques décennies. Les deux blobs géants – l’un sous l’océan Pacifique et l’autre sous l’Afrique – se trouvent à la frontière entre le manteau terrestre et son noyau externe, à environ 3 000 kilomètres sous la surface.
« Les gens se demandent depuis tout ce temps ce qu’ils sont », co-auteur de l’étude Arwen Deusssismologue à l’Université d’Utrecht aux Pays-Bas, a déclaré à Live Science. « La seule chose que nous savons à leur sujet, c’est que lorsque les ondes sismiques traversent ces endroits, elles ralentissent. »
Pour mieux comprendre la nature des LLSVP, Deuss et ses collègues ont étudié les données sismiques de plus de 100 tremblements de terre suffisamment puissants pour se répercuter sur la planète entière, y compris les LLSVP et le manteau environnant.
À partir de ces données, les chercheurs ont calculé à la fois la vitesse des ondes sismiques et la rapidité avec laquelle elles perdent de l’énergie lorsqu’elles traversent différentes parties du manteau. En accord avec des travaux antérieurs, l’équipe a constaté que les ondes sismiques se déplaçaient plus lentement à travers les LLSVP que dans d’autres parties du manteau, ce qui suggère que les blobs sont plus chauds que leur environnement. Mais les vagues ont perdu beaucoup moins d’énergie que prévu en traversant les LLSVP. Un autre élément, tel qu’un changement de composition, doit être responsable du résultat inattendu, soupçonnait l’équipe.
Des modèles informatiques suggèrent que la taille des minéraux cristallins dans les LLSVP pourrait jouer un rôle. Chaque fois qu’une onde traverse une frontière entre deux cristaux, appelée joint de grain, elle perd de l’énergie. Si les cristaux sont plus petits, il y a davantage de joints de grains dans un volume donné.
Deuss a comparé les ondes sismiques à la course à pied. « Si vous courez dans le sable des dunes, quand vous avez beaucoup de petits grains, alors vous êtes vraiment fatigué parce que vous vous enfoncez en quelque sorte dans le sable », a-t-elle déclaré. La même chose arrive aux ondes sismiques lorsqu’elles traversent les régions du manteau autour des LLSVP. Cette partie du manteau est faite de vieux plaques tectoniques qui se brisent en petits morceaux lorsqu’ils s’enfoncent suffisamment profondément dans la planète.
Les LLSVP, en revanche, contiennent des cristaux plus gros que leur environnement. Étant donné que les vagues ne heurtent pas aussi souvent les joints de grains lorsqu’elles traversent les LLSVP, elles ne perdent pas autant d’énergie que dans la roche environnante. Les cristaux du manteau mettent beaucoup de temps à se développer, a déclaré Deuss, de sorte que les plus gros cristaux des LLSVP n’ont probablement pas été perturbés depuis un certain temps.
« Ils doivent être là depuis au moins un milliard d’années », a déclaré Deuss. « Et puis tout s’est mis en place d’un coup, parce que beaucoup de gens soupçonnaient qu’ils étaient peut-être vieux, mais personne n’avait aucun moyen de le prouver. »
Ces sections plus anciennes du manteau pourraient donner un aperçu de la façon dont le manteau se déplace et se mélange au fil du temps. Les LLSVP stables pourraient aider à expliquer pourquoi les roches volcaniques dans différentes parties du monde ont des compositions différentes ou comment les plaques tectoniques sont organisées à la surface, a déclaré Deuss à Live Science. Mais déterminer exactement comment ces impacts se manifestent dans le géologique Le dossier nécessitera des recherches supplémentaires sur le terrain.
Avec les nouvelles découvertes, « les gens peuvent désormais mener de nombreuses autres enquêtes pour déterminer quelle est l’origine de ces lieux ? Pourquoi sont-ils restés là ? Et cela pourrait conduire à de nombreuses autres questions scientifiques en suspens qui nécessitent encore des réponses. « , a déclaré Deuss.