Selon de nouvelles recherches, la lave du monde entier pourrait provenir du même ancêtre du magma situé au plus profond de la couche intermédiaire de la Terre.
L’étude suggère que le manteau profond, où naît le magma, est plus uniforme que ne le pensaient les scientifiques. Au lieu d’être un mélange de compositions rock semblable à un ragoût, le manteau pourrait ressembler davantage à un smoothie mélangé – bien mélangé et similaire partout.
« Cela nous indique que le processus est probablement beaucoup plus simple que nous commençons à le penser », a déclaré Matthijs Smitspécialiste des sciences de la Terre à l’Université de la Colombie-Britannique.
Les structures observées à l’intérieur du manteau profond pourraient donc ne pas être le signe de différents types de roches, mais plutôt de différences de température dans le même type de roches, a expliqué Smit.
L’étude a examiné les laves de points chauds, qui proviennent de panaches qui s’élèvent du manteau profond de la Terre et entrent en éruption au niveau des volcans à la surface de la planète. Les Samoa, Hawaï et l’Islande sont tous des points chauds. Les laves qui éclatent dans les points chauds du globe varient en termes de teneur en oligo-éléments, ce que les scientifiques ont traditionnellement interprété comme signifiant que le manteau possède de nombreux réservoirs distincts de roches différentes qui ne se mélangent pas, ou se mélangent lentement, a déclaré Paul Tackley, géophysicien à ETH Zürich qui n’a pas participé à l’étude. Mais des modèles informatiques à grande échelle du manteau suggèrent que cette couche de Terre se mélange probablement efficacement. Si tel est le cas, il est possible que les magmas commencent tous de la même manière dans le manteau inférieur et se différencient à mesure qu’ils montent à travers le manteau supérieur.
« Nous avons une centaine de soupes », a déclaré Smit à Live Science. « Les préparons-nous à partir d’une centaine de cubes de bouillon différents, ou avons-nous réellement 100 soupes différentes que nous préparons tous à partir du même cube de bouillon ? »
Il n’existe aucun moyen d’observer directement le manteau inférieur, mais les laves des points chauds ont des signatures chimiques qui donnent des indices sur leur histoire. Smit et ses collègues ont étudié les concentrations de lave de trois éléments : le nickel, le niobium et le chrome. Ces éléments se comportent différemment à mesure que la masse fondue monte et change en direction de la surface : le nickel a tendance à s’incorporer dans les cristaux, de sorte que les parties liquides de la masse fondue ont des concentrations de nickel de plus en plus faibles à mesure que la masse fondue subit de plus en plus de changements. Le chrome fait la même chose sur une chronologie différente, tandis que le niobium a tendance à rester dans le liquide. En examinant les proportions de ces différents éléments, les chercheurs ont pu déterminer quelles laves avaient subi le plus de changements par rapport à leur source d’origine et lesquelles étaient plus proches de ce magma ancestral du manteau.
Dans les laves des points chauds du monde entier, l’équipe de recherche a constaté les mêmes tendances dans ces éléments et des similitudes majeures dans la composition des laves qui avaient le moins changé. Les résultats ont indiqué que les laves du monde entier sont différentes non pas parce qu’elles proviennent de stocks différents, mais parce qu’elles changent à mesure qu’elles s’élèvent à travers diverses roches du manteau supérieur et de la croûte.
« Toutes les laves de points chauds indiquent la même composition de départ », a déclaré Smit.
Les scientifiques ne sont toujours pas d’accord sur la composition du manteau profond. Il existe des structures étranges près de la limite noyau-manteau, appelées grandes provinces à faible vitesse de cisaillement (LLVP), où les ondes sismiques des tremblements de terre se déplacent inhabituellement lentement. Certains scientifiques ont suggéré que ces structures pourraient être restes d’anciennes roches spatiales qui ont frappé la Terre peu après sa formation, ou peut-être qu’ils sont matériau provenant de l’ancienne croûte terrestrepoussé profondément par la subduction des plaques tectoniques.
Les LLVP sont liés aux panaches ascendants du manteau qui finissent par produire des laves de points chauds, de sorte que la nouvelle étude pourrait indiquer que toutes ces explications sont trop compliquées. Au lieu de cela, dit-il, les structures bizarres pourraient avoir la même composition que le reste du manteau. La seule différence serait alors la température de ces zones.
« (La) tendance montre que ce sont les ingrédients qui rendent les soupes différentes, pas le bouillon. C’est un changement assez fondamental dans la façon dont nous regardons le manteau », a déclaré Smit. Les ingrédients – toutes les différentes roches traversées par les laves à mesure qu’elles montent – sont toujours importants, a-t-il ajouté, car ils expliquent beaucoup de choses sur la manière dont la croûte et le manteau interagissent. Mais désormais, il n’est plus nécessaire d’expliquer de manière complexe comment certaines parties du manteau sont restées préservées en place pendant des milliards d’années.
« Nous sommes enfin libérés de cette idée selon laquelle il existe des poches non mélangées à l’intérieur du manteau qui sont restées là depuis la création de la Terre », a déclaré Smit.
