Les panaches de manteau sont des colonnes hypothétiques de roche chaude qui s'élèvent du manteau terrestre, censées être responsables des points chauds volcaniques et des grandes provinces ignées. Bien que leur existence soit encore débattue, plusieurs éléments de preuve suggèrent leur présence:
1. Volcanisme hotspot:
* Distribution spatiale: Les points chauds sont situés dans des zones éloignées des limites des plaques, souvent dans des chaînes linéaires avec une progression de l'âge, indiquant le mouvement de la plaque sur un panache stationnaire. Cela se voit dans la chaîne hawaïenne-empereur, la chaîne Marquesas et les îles Galapagos.
* Composition chimique: Les laves hotspot ont souvent des signatures géochimiques uniques, distinctes de celles trouvées dans des crêtes de mi-océanes ou des zones de subduction, suggérant une source profonde. Cela comprend des concentrations élevées d'hélium-3, un isotope primordial, indiquant une origine de manteau.
* Volume des éruptions: Les points chauds produisent souvent de grands volumes de matériaux volcaniques, formant des volcans de bouclier massifs ou de grandes provinces ignées, suggérant une source puissante.
2. Tomographie sismique:
* Basse vitesses sismiques: Les ondes sismiques se déplacent plus lentement à travers des matériaux plus chauds. Les images tomographiques montrent des zones à basse vitesse sous les points chauds, interprétés comme des panaches chauds et montants.
* panaches larges: Les images tomographiques révèlent des zones larges à faible vitesse s'étendant du manteau inférieur à la surface, soutenant l'hypothèse du panache.
3. Modélisation géodynamique:
* Simulations numériques: Les modèles mathématiques incorporant la convection du manteau et les anomalies thermiques peuvent simuler la formation et la montée des panaches, correspondant aux caractéristiques observées des points chauds et des grandes provinces ignées.
* Prédire la dynamique du panache: Les modèles peuvent prédire la trajectoire et l'évolution des panaches, en aidant à comprendre leur influence sur les caractéristiques de surface.
4. Observations géophysiques:
* Anomalies de gravité: Les panaches chauds sont moins denses que le manteau environnant, provoquant une diminution de la gravité sur les points chauds.
* Hauteur géoïde: Le géoïde, une mesure de la forme de la Terre, montre des renflements subtils sur des points chauds, indiquant potentiellement l'influence des panaches croissants.
Défis et débats:
Malgré les preuves substantielles, l'existence et la nature des panaches de manteau sont toujours débattues. Certaines critiques incluent:
* Explications alternatives: Certains soutiennent que les points chauds peuvent s'expliquer par des processus à des profondeurs moins profondes dans le manteau, sans nécessiter de panaches.
* Résolution limitée: La tomographie sismique fournit une résolution limitée, et certaines anomalies interprétées comme des panaches pourraient représenter d'autres structures de manteau.
* Débat sur l'origine du panache: Il y a un débat en cours sur le fait que les panaches proviennent de la frontière du Mantle de base ou plus profondément dans le manteau.
Future Research:
Des recherches continues axées sur l'amélioration de l'imagerie sismique, le développement de modèles géodynamiques plus sophistiqués et l'analyse des signatures géochimiques des points chauds fourniront un aperçu supplémentaire de la nature et de l'évolution des panaches du manteau.
En conclusion, bien que les preuves des panaches de manteau soient convaincantes, le débat sur leur existence et leurs propriétés se poursuit. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour affiner notre compréhension de ces caractéristiques énigmatiques et leur rôle dans la formation de la surface de la Terre.
