Tout à la surface de la Terre repose sur des plaques tectoniques massives qui ressemblent à un sandwich à la gelée, avec deux pièces rigides - la croûte supérieure et le manteau supérieur - renfermant une couche intermédiaire gluante de roches très chaudes, qui est la croûte inférieure. Les plaques se déplacent très lentement autour du globe sur une couche chaude plus profonde appelée asthénosphère.

La température joue un rôle fondamental dans la détermination de la force, épaisseur, et la flottabilité de la croûte inférieure. Une équipe de recherche dirigée par la Colorado State University a cartographié pour la première fois la température et la viscosité de la croûte inférieure et a découvert que, sous une grande partie de l'ouest des États-Unis, la couche est suffisamment chaude pour être proche de son point de fusion initial et, donc, assez liquide.

Cette nouvelle recherche montre que des régions importantes de la croûte inférieure ont peu de force, et que sur plusieurs millions d'années, pourrait conduire à l'aplatissement de nombreuses montagnes de l'ouest des États-Unis.

« Avoir une carte de la température nous permet de comprendre la résistance de la plaque, " a déclaré Derek Schutt, professeur agrégé au Département de géosciences de la CSU. "Ce que nous avons découvert, c'est qu'il y a des endroits où la croûte n'est pas assez solide pour retenir la topographie."

Imaginez trois tranches de Silly Putty, deux morceaux congelés se trouvant sur le dessus et le dessous d'un qui est à température ambiante. Lorsque vous appuyez sur la couche supérieure, le chaud Silly Putty sera pressé à plat. Des mécanismes similaires sont à l'œuvre dans la croûte terrestre.

"Les montagnes sont formées par des forces qui poussent des choses, et les zones faibles s'effondrent, " selon Schutt.

Des forces extérieures pourraient potentiellement pousser sur la croûte et cette force pourrait être transférée profondément à l'intérieur des terres, qui est appelé flotteur orogénique, il a dit. La nouvelle étude suggère que ce processus peut se produire plus souvent qu'on ne le pensait auparavant.

"Cela peut provoquer la formation de montagnes à une grande distance de l'endroit où vous poussez les choses, " dit Schutt. " Parce que la croûte inférieure est mobile, la force peut être transmise sur une grande distance.

Les scientifiques pensent généralement aux plaques tectoniques, ou lithosphère, comme étant constitué de la croûte et d'un manteau supérieur froid. Mais dans cette nouvelle analyse, l'équipe a vu quelque chose qui s'apparentait à des roulements à billes glissant entre la croûte et le manteau. Bien que cela ne soit pas inattendu, cette étude a permis de cartographier l'étendue des zones ressemblant à des roulements à billes.

"Les 'roulements à billes' séparent ce qui se passe dans le manteau de ce qui se passe dans la croûte, " a déclaré Schutt.

Les chercheurs ont calculé les températures au fond de la croûte, dont l'épaisseur varie, en mesurant la vitesse des ondes sismiques qui se déplacent près de l'interface entre la croûte inférieure et le manteau supérieur.

Dans l'ouest des États-Unis, la croûte est très chaude, c'est ce qui le rend si faible.

"Nous savons en général que la croûte inférieure de l'ouest des États-Unis semble chaude, " a déclaré Schutt. "Mais c'est la première fois que nous avons pu vraiment attribuer une température à un endroit spécifique."

Les résultats, il a dit, ne sont pas trop surprenants. Mais la recherche pourrait conduire à mieux comprendre pourquoi les montagnes existent et, plus précisement, pourquoi ils existent dans des endroits où les températures dans la croûte inférieure sont si élevées.

Schutt et l'équipe de recherche continueront d'explorer les causes des variations de la résistance des plaques tectoniques dans le cadre d'un projet en cours entre la Colorado State University, Université d'État de l'Utah, et Scripps Institution of Oceanography à l'Université de Californie, San Diego. Cette recherche est financée par le programme Earthscope de la National Science Foundation.