De nouvelles informations sur les modèles de convection du manteau terrestre et sa composition chimique ont été révélées par un chercheur de l'Université de Leicester.

Les nouvelles découvertes suggèrent que le manteau ne coule pas de manière ubiquitaire, comme on l'a pensé précédemment - et qu'il est au contraire divisé en deux très grands domaines qui ne convectent qu'en eux-mêmes, avec peu de preuves de leur mélange.

La recherche, dirigé par le Dr Tiffany Barry de l'Université de Leicester, Département de géologie, et publié dans la revue Rapports scientifiques , suggère que l'un de ces domaines se trouve sous l'océan Pacifique tandis que l'autre existe en dehors de celui-ci.

La recherche suggère que le matériau du manteau supérieur s'écoule vers les parties inférieures du manteau lorsqu'il atteint une zone de subduction, où une plaque tectonique descend sous une autre.

Cette dalle de matière descendante agit comme une sorte de rideau, empêchant les matériaux du manteau supérieur de se mélanger tout autour du globe et gardant les deux domaines séparés.

Le Dr Barry a expliqué:"L'une des raisons pour lesquelles notre planète est unique est la manière étonnante dont elle a des plaques mobiles à la surface qui se déplacent et se bousculent au fil du temps. Ce mouvement des plaques entraîne le processus que nous appelons la tectonique des plaques, et aucune autre planète que nous connaissons ne montre la preuve de ce processus. Pourquoi ou comment la tectonique des plaques a commencé sur cette planète n'est pas compris, mais il a été tout à fait essentiel dans la production de la croûte et des océans que nous reconnaissons comme la Terre aujourd'hui. Ce qui n'est pas non plus bien limité, c'est l'effet de la tectonique des plaques sur le fonctionnement interne de la Terre.

« Nous avons découvert que lorsque le matériau du manteau atteint le bas du manteau, au noyau externe, il ne s'étale pas et ne va nulle part autour du noyau, mais revient plutôt dans le même hémisphère du globe d'où il vient. Nous avons modélisé ce mouvement de convection dominant de haut en bas et avons constaté qu'il peut persister pendant des centaines de millions d'années.

« Sur la base des mouvements des plaques passés et des preuves géochimiques, nous supposons que ce processus de convection du manteau pourrait avoir été un processus dominant depuis au moins 550 millions d'années, et potentiellement depuis le début de la tectonique des plaques."

Les chercheurs ont combiné des modèles informatiques numériques sphériques (modélisation par éléments finis 3D) avec les meilleures reconstructions disponibles de la façon dont les plaques terrestres se sont déplacées au cours des 200 derniers millions d'années pour suivre les particules mathématiques placées à différentes profondeurs du manteau modélisé.

Avec ces modèles, ils ont examiné où le manteau se déplace librement au cours de l'histoire des plaques se déplaçant à la surface. Après avoir suivi où les particules circulent dans les modèles, l'équipe a ensuite examiné les preuves isotopiques chimiques des anciens bassins océaniques, qui sont une bonne analogie pour la composition du manteau supérieur dans le passé.

Avec ces données, ils ont pu tester si d'anciens bassins océaniques, qui ne sont plus présents, avait la même composition ou une composition différente des bassins suivants qui se sont formés géographiquement dans la même région du globe.

Le Dr Barry a ajouté :« Je suis incroyablement enthousiasmé par ce travail; c'est une question de recherche à laquelle je réfléchis depuis près de deux décennies. C'est un véritable privilège d'avoir pu reconstituer un modèle robuste et convaincant qui peut expliquer les caractéristiques des différences chimiques dans la croûte océanique.

"Cette nouvelle recherche bouleverse notre compréhension de la façon dont l'intérieur de la terre se convection et s'agite, et comment il est divisé, et explique pour la première fois des observations qui ont été notées pour la première fois à la fin des années 1980. »