Nous pensons que les océans sont stables et permanents. Cependant, ils se déplacent à peu près à la même vitesse que vos ongles poussent. Les géoscientifiques du CEED, L'Université d'Oslo a trouvé une nouvelle façon de cartographier les anciens océans de la Terre.

La surface de la Terre est en mouvement constant. Une nouvelle croûte se forme au niveau des dorsales médio-océaniques, comme la dorsale médio-atlantique, et la croûte plus ancienne est détruite.

Si nous remontons des millions d'années dans le temps, les océans et les continents de la planète Terre étaient très différents. Les océans qui existaient autrefois sont maintenant enfouis profondément à l'intérieur de la Terre, dans le manteau.

La tomographie sismique utilise des tremblements de terre pour imager l'intérieur de la Terre jusqu'à environ 2, 800km. Des modèles basés sur cette technique sont utilisés pour montrer à quoi ressemblait la surface de notre planète il y a jusqu'à 200 millions d'années.

Simple et puissant

Grace Shephard au Center for Earth Evolution and Dynamics (CEED), L'université d'Oslo a trouvé une solution simple, encore un moyen puissant de combiner des images de modèles alternatifs de tomographie sismique.

Elle a choisi de déménager en Norvège pour de nombreuses raisons. L'un d'eux était la proximité du pays avec l'Arctique, une région où l'on sait relativement peu de choses sur la subduction, les éruptions volcaniques et la tectonique des plaques remontent loin dans le temps.

Dans une nouvelle étude publiée sur nature.com, Shephard et ses collègues Mathew Domeier (CEED), Kara Matthews, et Kasra Hosseini (tous deux de l'Université d'Oxford) révèlent une nouvelle façon d'afficher des modèles de l'évolution de l'intérieur de la Terre.

« Il existe de nombreuses façons différentes de créer de tels modèles, et de nombreuses entrées de données différentes peuvent être utilisées, " explique Grace Shephard, qui est chercheuse postdoctorale au CEED depuis qu'elle a obtenu son doctorat. à l'Université de Sydney il y a quatre ans.

"Nous voulions un moyen simple et rapide de voir quelles caractéristiques sont communes à tous les modèles. En comparant jusqu'à 14 modèles différents, par exemple, nous pouvons visualiser où ils s'accordent et ainsi identifier ce que nous appelons les anomalies les plus robustes."

Cela donne des informations plus précises et plus facilement disponibles sur les mouvements des bassins océaniques et de leur contenu dans le temps – et sur l'interaction entre la croûte terrestre et le manteau.

Reconstruire les continents et les océans

Les modèles de tomographie sont utilisés pour reconstituer les mouvements des continents et des océans. La manière originale et ouverte d'afficher les modèles enlève une partie de la prise de décision aux scientifiques qui étudient la dynamique de la Terre.

"Avec cet outil, les géoscientifiques peuvent choisir les modèles à utiliser, jusqu'où aller dans le manteau, et quelques autres paramètres, " explique Shephard. " Ainsi, ils peuvent zoomer sur leur zone d'intérêt. Cependant, nous devons nous rappeler que les cartes sont aussi bonnes que les modèles de tomographie sur lesquels elles sont construites."

Grace Shephard et ses collègues ont également étudié s'il y avait plus de concordance entre les différents modèles de tomographie à certaines profondeurs du manteau. Ils ont fait des découvertes qui suggèrent que l'on peut trouver plus de paléoplancher à environ 1, 000 – 1, 400 km sous la surface qu'à d'autres profondeurs.

« Si ces profondeurs sont traduites dans le temps – et nous supposons que le fond marin s'enfonce dans le manteau à raison de 1 centimètre par an – cela pourrait signifier qu'il y a eu une période d'environ 100 à 140 millions d'années qui a connu plus de destruction des océans. Cependant. , il pourrait également identifier une région controversée de la Terre qui est plus visqueuse, ou 'collant, ' et provoque l'accumulation de caractéristiques de naufrage, un peu comme un embouteillage. Ces découvertes, et les raisons derrière, porter des informations critiques sur l'évolution de la surface et de l'intérieur de notre planète, " explique Shephard.

Pour comprendre l'évolution de la Terre, il est indispensable d'étudier les zones de subduction. Les plaques tectoniques des océans sont subductées sous les plaques continentales, ou sous d'autres plaques océaniques. Les exemples incluent l'océan Pacifique se déplaçant sous le Japon, et les subductions dans la région méditerranéenne. Les modèles de reconstruction de plaques s'accordent généralement sur le fait qu'il y a environ 130 millions d'années, il y avait un pic dans la quantité de subduction qui se produisait. Ainsi, les cartes de Shephard et de ses collègues pourraient fournir des preuves indépendantes de cet événement.

Inverser l'évolution

Grace Shephard nous montre des animations informatiques inversant ces processus évolutifs. Elle ramène à la surface des océans enfouis au plus profond du manteau depuis des millions d'années. Cela peut ressembler à un jeu, mais il illustre un point important :

« Étudier ces processus sous un nouvel angle ouvre de nouvelles questions. C'est quelque chose dont nous nous félicitons, car nous devons savoir quelles questions poser et sur quoi nous concentrer pour comprendre le développement de la Terre. Nous devons toujours garder à l'esprit ce qu'est une observation et ce qu'est un modèle. Les modèles doivent être testés par rapport aux observations, pour faire place à des modèles nouveaux et améliorés. C'est une procédure itérative."

Questions et réponses

Pourquoi les modèles de l'intérieur de la Terre sont-ils importants ?

C'est un moyen fondamental de mieux comprendre notre planète, la configuration des continents et des océans, changement climatique, construction de montagne, la localisation de ressources précieuses, la biologie, etc. Les éléments de preuve dans le passé peuvent être cruciaux pour comprendre ce qui se passera à l'avenir, et est essentiel pour l'interaction de la société et de l'environnement naturel.

Sur la base de ces modèles, Pouvez-vous prédire à quoi ressemblera la Terre dans 1 million d'années ?

Si vous regardez la Terre depuis l'espace, la répartition des continents et des océans sera alors sensiblement la même, même si la vie, le climat et le niveau de la mer peuvent avoir radicalement changé. Si nous allons encore plus loin, disons 10 ou 100 millions d'années, il est très difficile de dire comment les océans peuvent s'ouvrir et se fermer, mais nous avons quelques indices. Certains pensent que l'Atlantique va se fermer, et d'autres pensent que les océans Arctique ou Indien vont se fermer. Nous pouvons suivre les règles du passé lorsque nous regardons vers l'avenir, mais cette tâche tient les géoscientifiques très occupés.

Serons-nous capables de prédire les tremblements de terre ?

C'est le Saint Graal de notre communauté. Comprendre le fonctionnement de notre Terre à toutes les échelles nous rapproche de cette tâche. Il y a tellement de questions auxquelles il faut répondre. Nous avons encore besoin de mieux comprendre notre Terre actuelle – et notre Terre passée. Par exemple, nos modèles actuels de tectonique des plaques peuvent nous ramener en toute confiance à il y a 200 millions d'années. J'ai un collègue qui regarde le passé à 1 milliard d'années. Pour faire ça, nous devons en apprendre beaucoup plus sur la surface et le manteau profond.

Tome, être géoscientifique, c'est comme travailler au pays des merveilles. Je suis capable d'utiliser de nombreux outils différents et d'examiner différentes échelles de temps. C'est ce que j'aime vraiment faire. Et j'aime l'approche interdisciplinaire. Je travaille avec des collègues et des collaborateurs du monde entier. C'est une raison pour laquelle nous devons rendre nos modèles accessibles au public.