Béatrice Garnier Les scientifiques ont découvert une nouvelle couche de roche partiellement fondue sous la croûte terrestre qui pourrait aider à régler un débat de longue date sur la façon dont les plaques tectoniques se déplacent.
Les chercheurs avaient précédemment identifié des plaques de fonte à une profondeur similaire. Mais une nouvelle étude menée par l’Université du Texas à Austin a révélé pour la première fois l’étendue globale de la couche et son rôle dans la tectonique des plaques.
La recherche a été publiée le 6 février 2023 dans la revue Nature Geoscience.
La couche en fusion est située à environ 100 miles de la surface et fait partie de l’asthénosphère, qui se trouve sous les plaques tectoniques de la Terre dans le manteau supérieur. L’asthénosphère est importante pour la tectonique des plaques car elle forme une frontière relativement douce qui permet aux plaques tectoniques de se déplacer à travers le manteau.
Les raisons pour lesquelles il est doux, cependant, ne sont pas bien comprises. Les scientifiques pensaient auparavant que les roches en fusion pourraient être un facteur. Mais cette étude montre que la fonte, en fait, ne semble pas influencer notablement l’écoulement des roches du manteau.
“Lorsque nous pensons à quelque chose qui fond, nous pensons intuitivement que la masse fondue doit jouer un rôle important dans la viscosité du matériau”, a déclaré Junlin Hua, stagiaire postdoctoral à la Jackson School of Geosciences de l’UT qui a dirigé la recherche. “Mais ce que nous avons découvert, c’est que même là où la fraction de fusion est assez élevée, son effet sur l’écoulement du manteau est très mineur.”
Selon la recherche, que Hua a commencé en tant qu’étudiant diplômé à l’Université Brown, la convection de la chaleur et de la roche dans le manteau est l’influence dominante sur le mouvement des plaques. Bien que l’intérieur de la Terre soit en grande partie solide, sur de longues périodes, les roches peuvent se déplacer et couler comme du miel.
Montrer que la couche de fonte n’a aucune influence sur la tectonique des plaques signifie une variable moins délicate pour les modèles informatiques de la Terre, a déclaré le co-auteur Thorsten Becker, professeur à la Jackson School.
“Nous ne pouvons pas exclure que la fonte locale n’a pas d’importance”, a déclaré Becker, qui conçoit des modèles géodynamiques de la Terre à l’Institut de géophysique de l’Université du Texas de la Jackson School. “Mais je pense que cela nous pousse à voir ces observations de fonte comme un marqueur de ce qui se passe sur la Terre, et pas nécessairement une contribution active à quoi que ce soit.”
L’idée de rechercher une nouvelle couche à l’intérieur de la Terre est venue à Hua alors qu’il étudiait des images sismiques du manteau sous la Turquie au cours de ses recherches doctorales.
Intrigué par les signes de roche partiellement fondue sous la croûte, Hua a compilé des images similaires d’autres stations sismiques jusqu’à ce qu’il ait une carte globale de l’asthénosphère. Ce que lui et d’autres avaient pris pour une anomalie était en fait monnaie courante dans le monde entier.
La surprise suivante est venue lorsqu’il a comparé sa carte de fusion avec des mesures sismiques du mouvement tectonique et n’a trouvé aucune corrélation, malgré la couche en fusion englobant près de la moitié de la Terre.
“Ce travail est important car comprendre les propriétés de l’asthénosphère et les origines de sa faiblesse est fondamental pour comprendre la tectonique des plaques”, a déclaré la co-auteure Karen Fischer, sismologue et professeur à l’Université Brown qui était titulaire d’un doctorat de Hua. conseiller lorsqu’il a commencé la recherche.
La recherche a été financée par la US National Science Foundation. Les institutions collaboratrices comprenaient l’UT Oden Institute for Computational Engineering and Sciences et l’Université Cornell.
