Dans les années 1980, les géophysiciens ont fait une découverte surprenante : deux taches de matière inhabituelle de la taille d’un continent ont été découvertes profondément près du centre de la Terre, l’une sous le continent africain et l’autre sous l’océan Pacifique. Chaque goutte est deux fois additionally grande que la Lune et est probablement composée de proportions d’éléments différentes de celles du manteau qui l’entoure.
D’où viennent ces étranges blobs – officiellement connus sous le nom de grandes provinces à faible vitesse (LLVP) – ? Une nouvelle étude menée par des chercheurs de Caltech suggère qu’il s’agit des vestiges d’une ancienne planète qui est violemment entrée en collision avec la Terre il y a des milliards d’années lors du même effects géant qui a créé notre Lune.
L’étude, publiée dans la revue Nature le 1er novembre, propose également une réponse à un autre mystère de la science planétaire. Les chercheurs ont longtemps émis l’hypothèse que la Lune aurait été créée à la suite d’un effects géant entre la Terre et une planète as well as petite appelée Theia, mais aucune trace de Theia n’a jamais été trouvée dans la ceinture d’astéroïdes ou dans les météorites. Cette nouvelle étude suggère que la majeure partie de Theia a été absorbée par la jeune Terre, formant les LLVP, tandis que les débris résiduels de l’impact se sont fusionnés dans la Lune.
La recherche a été dirigée par Qian Yuan, chercheur postdoctoral Alright Earl, associé de recherche dans les laboratoires de Paul Asimow (MS ’93, PhD ’97), du professeur Eleanor et John R. McMillan de géologie et géochimie et Michael Gurnis, professeur de géophysique John E. et Hazel S. Smits et titulaire de la chaire de management Clarence R. Allen, directeur du laboratoire sismologique de Caltech et directeur de la Schmidt Academy for Software program Engineering de Caltech.
Les scientifiques ont découvert les LLVP pour la première fois en mesurant les ondes sismiques traversant la Terre. Les ondes sismiques se propagent à différentes vitesses à travers différents matériaux et, dans les années 1980, les premiers indices de variants tridimensionnelles à grande échelle au moreover profond de la structure de la Terre sont apparus. Dans le manteau le plus profond, la configuration des ondes sismiques est dominée par les signatures de deux grandes structures proches du noyau terrestre qui, selon les chercheurs, possèdent un niveau de fer inhabituellement élevé. Cette teneur élevée en fer signifie que les régions sont additionally denses que leur environnement, ce qui ralentit les ondes sismiques qui les traversent et leur donne le nom de « grandes provinces à faible vitesse ».
Yuan, géophysicien de development, assistait à un séminaire sur la development des planètes donné par Mikhail Zolotov, professeur à l’Arizona Point out University, en 2019. Zolotov a présenté l’hypothèse d’un effect géant, tandis que Qian a noté que la Lune est relativement riche en fer. Zolotov a ajouté qu’aucune trace n’avait été trouvée de l’impacteur qui a dû entrer en collision avec la Terre.
« Juste après que Mikhail ait dit que personne ne sait où se trouve maintenant l’impacteur, j’ai eu un moment d’eurêka et j’ai réalisé que l’impacteur riche en fer aurait pu se transformer en blobs du manteau », explique Yuan.
Yuan a travaillé avec des collaborateurs multidisciplinaires pour modéliser différents scénarios concernant la composition chimique de Theia et son impact sur la Terre. Les simulations ont confirmé que la physique de la collision aurait pu conduire à la development des LLVP et de la Lune. Une partie du manteau de Theia aurait pu être incorporée à celui de la Terre, où elle s’est finalement regroupée et cristallisée pour former les deux taches distinctes détectables aujourd’hui à la limite du noyau et du manteau de la Terre d’autres débris de la collision se sont mélangés pour previous la Lune.
Encounter à un effects aussi violent, pourquoi la matière de Theia s’est-elle regroupée en deux gouttes distinctes au lieu de se mélanger au reste de la planète en development ? Les simulations des chercheurs ont montré qu’une grande partie de l’énergie délivrée par l’impact de Theia restait dans la moitié supérieure du manteau, laissant le manteau inférieur de la Terre as well as froid que ce qui était estimé par les modèles d’impact précédents à moreover faible résolution. Parce que le manteau inférieur n’a pas été totalement fondu par l’impact, les gouttes de matière riche en fer de Theia sont restées en grande partie intactes lorsqu’elles ont été tamisées jusqu’à la base du manteau, comme les masses colorées de cire de paraffine dans une lampe à lave éteinte. Si le manteau inférieur avait été furthermore chaud (c’est-à-dire s’il avait reçu plus d’énergie de l’impact), il se serait mélangé as well as complètement avec la matière riche en fer, comme les couleurs dans un pot de peinture agité.
Les prochaines étapes consisteront à examiner remark la présence précoce du matériau hétérogène de Theia au in addition profond de la Terre aurait pu influencer les processus internes de notre planète, tels que la tectonique des plaques.
« Une conséquence logique de l’idée selon laquelle les LLVP sont des vestiges de Theia est qu’ils sont très anciens », explique Asimow. « Il est donc logique d’étudier ensuite quelles conséquences ils ont eu sur l’évolution la in addition ancienne de la Terre, comme le début de la subduction avant que les disorders ne soient propices à une tectonique des plaques de style moderne, la formation des premiers continents et l’origine des additionally anciens continents. minéraux terrestres survivants.
