Dans les tréfonds de la Terre se trouvent deux gigantesques masses rocheuses de la taille de continents cachés. Jusqu’à présent, on ne savait pas grand-chose de ces deux énormes structures mystérieuses appelées superpanaches, en anglais large low-shear-velocity province (« province de basse vitesse des ondes S »), LLSVP ou LLVP.
On sait seulement qu’ils sont présents et qu’ils peuvent affecter la Terre de manière étrange.
Mais dans une nouvelle étude, les scientifiques semblent avoir découvert autre chose à leur sujet, et cela pourrait s’avérer être une pièce importante du casse-tête LLSVP.
De nouvelles données sur les deux superpanaches de la Terre
L’étude des deux superpanaches de la Terre a toujours été difficile étant donné qu’elles se trouvent très loin sous la surface, à environ 2 900 kilomètres de profondeur, près de la limite du manteau et du noyau liquide extérieur de la Terre.
L’une est située sous l’Afrique et l’autre sous l’Océan Pacifique. La plupart de nos connaissances à leur sujet proviennent de l’imagerie sismique, mais il existe un décalage important entre ce type de données et les analyses d’échantillons de roches d’origine souterraine qui remontent à la surface lors d’événements volcaniques.
“Nous avions toutes ces mesures géochimiques effectuées à la surface de la Terre, mais nous ne savions pas comment relier ces mesures géochimiques à des régions de l’intérieur de la Terre. Et nous avions toutes ces images géophysiques de l’intérieur de la Terre, mais nous ne savions pas comment les associer à la géochimie à la surface de la Terre.”, a déclaré le géologue Curtis Williams de l’Université de Californie, co-auteur de l’étude.
Maintenant, il semble que Williams et son équipe aient trouvé une nouvelle façon d’accorder les données. Auparavant, on pensait généralement que les LLSVP étaient des plaques océaniques subductées (lorsqu’une plaque tectonique océanique s’incurve et plonge sous une autre plaque avant de s’enfoncer dans le manteau terrestre). Mais dans leur nouvelle étude, Williams et son équipe proposent une explication alternative du phénomène.
“Nos simulations géodynamiques prédisent que l’expression de surface actuelle des panaches est latéralement décalée par rapport aux emplacements de leurs sources dans le manteau inférieur”, expliquent les auteurs dans leur rapport. “Lorsque ce décalage latéral est pris en compte, une relation étroite apparaît entre les ratios minimaux [isotopes de l’hélium] dans les basaltes océaniques et les régions sismiques lentes, qui sont généralement situées dans les deux LLSVP.”
La formation des superpanaches pourrait remonter à la création de la Terre
La première hypothèse des scientifiques signifie qu’il existe un lien géochimique hypothétique entre les échantillons de roches océaniques récupérés dans des zones volcaniques actives et les LLSVP géants de la taille d’un continent. Mais ça, c’est si on ne prend pas en compte l’éventualité que les roches bougent verticalement, ce qui est l’une des hypothèses de la géoscience à propos de ces masses rocheuses.
En effet, une autre façon d’interpréter le mouvement ascendant des roches depuis les profondeurs de la Terre consiste à imaginer qu’elles dérivent un peu au cours de leur long voyage vers la surface. La modélisation de l’équipe, qui incorpore une telle dérive lorsque les roches montent et se faufilent à travers le manteau, suggère une forme extrêmement primitive d’hélium (Hélium-3) trouvée dans les échantillons de basalte probablement issus des LLSVP. Si l’équipe a raison, c’est une grande découverte.
“La nature primitive des LLSVP indique que ces régions ne sont pas entièrement composées de couches recyclées, tandis que des anomalies isotopiques complémentaires de xénon et de tungstène impliquent que la partie primitive des LLSVP se soit formée lors de la création de la Terre, qu’elle ait survécu à l’impact géant qui a formé la Lune et qu’elle soit restée relativement stable au cours des 4,5 milliards d’années suivantes de convection du manteau.”, expliquent les chercheurs.
L’équipe reconnaît que, du fait de la nature de leurs recherches, les formes de panache prédites dans leur modélisation demeurent quelque peu incertaines. Mais ils espèrent que des modèles améliorés de tomographie du manteau, dans des études futures, seront en mesure de renforcer leurs conclusions.