Hervé Henry
Les régions apparemment stables des plaques continentales de la Terre – les soi-disant cratons stables – ont subi des déformations répétitives sous leur croûte depuis leur development dans un passé lointain, selon de nouvelles recherches de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Cette hypothèse défie des décennies de théorie conventionnelle de la tectonique des plaques et demande pourquoi la plupart des cratons sont restés structurellement stables alors que leurs sous-ventres ont connu des changements importants.
Dans une étude menée par le professeur de géologie de l’Illinois, Lijun Liu, les chercheurs ont utilisé des données de densité précédemment collectées sur les couches rigides supérieures de la croûte terrestre et du manteau – connues sous le nom de lithosphère – pour examiner la relation entre la topographie de la surface area du craton et l’épaisseur de leur lithosphère sous-jacente. couche.
Les résultats de l’étude sont publiés dans la revue Mother nature Geosciences.
L’absence de déformation dans les cratons depuis leur formation en fait les unités tectoniques les furthermore durables sur Terre – des cycles de supercontinent survivants comme la development et l’éclatement du supercontinent Pangée, ainsi que le supercontinent moins connu et in addition ancien Rodina, l’étude rapports.
“Il est généralement admis que les cratons sont protégés par leurs épaisses racines de manteau sous-jacentes, ou quilles, qui sont censées être flottantes et solides et donc stables dans le temps”, a déclaré Lui.
Plusieurs content articles récents du groupe de recherche de Liu remettent directement en induce cette sagesse en montrant que ces carènes du manteau sont en fait assez denses.
Dans une étude de 2022, l’équipe a démontré que la eyesight traditionnelle des quilles flottantes des cratons implique que la plupart des cratons de la Terre se trouveraient à environ 3 kilomètres au-dessus de la floor de la mer, alors qu’en réalité, leur élévation n’est que de quelques centaines de mètres. Cela nécessite que le manteau lithosphérique sous la croûte soit d’une densité suffisamment élevée pour abaisser la surface d’environ 2 kilomètres, a déclaré Liu.
Dans une autre étude, l’équipe a utilisé des mesures de champ de gravité pour identifier la framework de densité des quilles du craton pour constater que la partie inférieure de la quille du manteau est très probablement là où réside le matériau à haute densité, ce qui implique un profil de densité augmentant en profondeur sous les cratons..
Dans le nouvel short article, l’équipe montre que la partie inférieure de la quille du manteau qui a une densité élevée et a tendance à se décoller à plusieurs reprises de la lithosphère au-dessus lorsque les remontées d’eau du manteau, appelées panaches, initient la rupture du supercontinent. Les quilles décollées – ou délaminées – pourraient retourner à la base de la lithosphère après s’être réchauffées à l’intérieur du manteau chaud.
“L’ensemble du processus ressemble à ce qui se passe dans une lampe à lave, où le matériau froid près de la floor coule et le matériau chaud près du fond monte”, a déclaré Liu.
Cette histoire de déformation s’exprime dans certaines des propriétés géophysiques les moreover déconcertantes observées dans la lithosphère, rapporte l’étude.
“Par exemple, la déformation verticale répétitive de la moitié inférieure de la quille du manteau permet aux ondes sismiques qui font vibrer la roche verticalement de se déplacer furthermore rapidement, par rapport à la moitié supérieure de la quille, qui a subi moins de déformation verticale”, a déclaré Liu.
L’équipe a également déterminé que le délaminage du manteau entraînera une élévation de la surface du craton, entraînant une érosion.
“Cela se reflète dans la forte dépendance de l’épaisseur de la croûte à l’épaisseur lithosphérique, une observation jamais faite avant cette étude”, a déclaré Liu. “En particulier, il y a eu deux événements majeurs de soulèvement et d’érosion dans le passé, lorsque les supercontinents Rodinia et Pangea se sont chacun séparés, le premier provoquant ce que l’on appelle la grande discordance – une caractéristique des archives rupestres de la Terre ne montre aucune preuve de nouveau dépôt, seulement une érosion profonde du craton. C’est la raison pour laquelle nous voyons aujourd’hui des morceaux de l’ancienne croûte inférieure exposés à la surface area du craton.”
À l’aide de simulations numériques, l’équipe a déclaré que ce model de déformation épisodique des quilles du craton inférieur est la façon dont les croûtes du craton ont survécu à la longue histoire géologique.
“Nous pensons que ce nouveau manner de vie hypothétique des cratons changera considérablement la vision des gens sur l’évolution des continents et le fonctionnement de la tectonique des plaques sur Terre”, a déclaré Liu.
le professeur de géologie de l’Illinois Craig Lundstrom et les étudiants diplômés de l’Illinois Yaoyi Wang, Zebin Cao, Lihang Peng et Diandian Peng et le professeur de l’Académie chinoise des sciences, Ling Chen, ont contribué à cette étude.
La Fondation nationale des sciences et la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine ont soutenu cette recherche.
