La tectonique des plaques est à l’origine des chaînes de montagnes de la Terre, des tremblements de terre et du mouvement à long terme des continents, et peut même avoir fourni les bonnes conditions pour la vie sur Terre. Mais à notre connaissance, aucun autre corps du système solaire ne présente aujourd’hui une tectonique des plaques. Pourquoi notre monde est-il différent ?
« Nous n’en sommes pas sûrs » Bradford Foleygéodynamicien à Penn State, a déclaré à Live Science. « Je pense que c’est encore considéré aujourd’hui comme l’un des grands problèmes non résolus de la géophysique. »
La lithosphère terrestre – sa croûte et son manteau supérieur rigide – est divisée en environ 15 plaques en mouvement constant. Ces plaques se déplacent perpétuellement, entrent en collision et s’écartent les unes des autres. Bien que les scientifiques ne sachent pas exactement comment la lithosphère a été divisée en plaques, certains aspects de la géologie de la Terre maintiennent que la lithosphère est divisée en plaques. tectonique des plaques le moteur avance en trombe.
Pour qu’une planète puisse supporter la tectonique des plaques, elle doit avoir un manteau convectif, a déclaré Foley. Le matériau de surface froid et dense retombe dans le manteau au niveau des zones de subduction, où une plaque glisse sous une autre, et un nouveau matériau remonte là où les plaques s’écartent. Sans le manteau convectif, il n’y aurait pas assez d’énergie pour déplacer les plaques.
Mais la convection à elle seule ne suffit pas à garantir qu’une planète ou une lune présentera une tectonique des plaques. La lithosphère doit être à la fois suffisamment fine pour se diviser en plaques et suffisamment dense pour que ces plaques finissent par s’enfoncer dans le manteau, a déclaré Geoffrey Collinsgéologue au Wheaton College dans le Massachusetts.
Les interactions entre les limites des plaques et l’eau liquide pourraient également jouer un rôle, a déclaré Russell Pysklywecgéophysicien à l’Université de Toronto. « Lorsque nous hydrateons ces roches et qu’elles descendent dans la Terre, cela sert en fait, faute d’une meilleure explication, à lubrifier un peu plus les roches », a déclaré Pysklywec à Live Science. « Il se pourrait que dans les zones de subduction où les deux plaques se rejoignent, et avec nos océans liquides, nous ajoutions en fait ce lubrifiant qui facilite la tectonique des plaques. »
La combinaison de ces facteurs pourrait expliquer pourquoi la Terre est aujourd’hui la seule planète connue à présenter une tectonique des plaques. En 2022 étudeCollins et ses collègues ont découvert que la lune glacée de Jupiter, Europe, avait présenté dans le passé une activité de type « tectonique des plaques » : des parties de la coquille glacée de la lune étaient brisées en plaques qui se propageaient et entraient en collision. L’eau plus chaude sous la glace a peut-être soutenu ces plaques, mais comme la glace est moins dense que l’eau, les plaques ne se sont pas enfoncées dans les océans de la même manière que les plaques terrestres s’enfoncent dans le manteau.
Le comportement d’Europe en forme de plaque ne couvre pas non plus toute la surface de la Lune. « Sur Europe, cela semble être inégal, comme s’il y avait un petit patch ici, il y avait un petit patch là-bas, et puis cela ne semblait pas se produire entre les deux », a déclaré Collins à Live Science. « L’autre inégalité est qu’elle est inégale dans le temps, donc elle semble s’allumer et s’éteindre. »
D’autres planètes, comme Marsadopter une configuration « couvercle stagnant ». Ces planètes ont des manteaux convectifs, mais la surface n’est pas divisée en plaques. « Au lieu d’être divisée en plaques séparées qui se déplacent avec ce manteau convectif, il existe une grande plaque couvrant la planète entière », a déclaré Foley. « C’est comme un couvercle au-dessus de son manteau convectif. »
Mais sans aucune autre planète proche présentant une tectonique des plaques à laquelle comparer le système terrestre, il est difficile de savoir précisément ce qui pousse une planète à développer une tectonique des plaques, a déclaré Foley. « Si nous avions des centaines de planètes rocheuses et toutes sortes de conditions différentes, nous pourrions probablement déterminer empiriquement quels sont les facteurs clés. Mais c’est difficile de le faire avec une seule. »
