La dernière ère glaciaire de la Terre peut avoir été causée par des changements profonds à l'intérieur de la planète. Sur la base de preuves provenant de l'océan Pacifique, y compris la position des îles hawaïennes, Les géophysiciens de l'Université Rice ont déterminé que la Terre s'est déplacée par rapport à son axe de rotation au cours des 12 derniers millions d'années, ce qui a poussé le Groenland à s'éloigner suffisamment vers le pôle nord pour lancer l'ère glaciaire qui a commencé il y a environ 3,2 millions d'années.

Leur étude dans la revue Lettres de recherche géophysique est basé sur une analyse des signatures fossiles des sédiments océaniques profonds, la signature magnétique de la croûte océanique et la position du "point chaud" du manteau qui a créé les îles hawaïennes. Les co-auteurs Richard Gordon et Daniel Woodworth ont déclaré que les preuves suggèrent que la Terre a tourné régulièrement pendant des millions d'années avant de se déplacer par rapport à son axe de rotation. un effet que les géophysiciens appellent « la véritable errance polaire ».

"Le point chaud hawaïen a été corrigé, par rapport à l'axe de rotation, d'il y a environ 48 millions d'années à environ 12 millions d'années, mais il était fixé à une latitude plus au nord que nous le trouvons aujourd'hui, " dit Woodworth, un étudiant diplômé du Département de la Terre de Rice, Sciences environnementales et planétaires. "En comparant le point chaud d'Hawaï au reste de la Terre, nous pouvons voir que ce changement de localisation s'est reflété dans le reste de la Terre et se superpose au mouvement des plaques tectoniques. Cela nous dit que la Terre entière a bougé, par rapport à l'axe de rotation, que nous interprétons comme une véritable errance polaire."

Par volume, La Terre est principalement un manteau, une épaisse couche de roche solide qui coule sous une pression et une chaleur intenses. Le manteau est recouvert d'un puzzle imbriqué de plaques tectoniques rocheuses qui le surmontent, se heurtant et glissant les uns contre les autres aux limites sismiquement actives. Points chauds, comme celui sous Hawaï, sont des panaches de roche solide et chaude qui s'élèvent des profondeurs du manteau.

Gordon, le W.M. Professeur Keck de la Terre, Sciences de l'environnement et de la planète, a déclaré que les nouvelles découvertes s'appuient sur deux études de 2017 :une de son laboratoire qui a montré comment utiliser les points chauds comme cadre de référence mondial pour suivre le mouvement des plaques tectoniques et une autre de l'Université de Harvard qui a d'abord lié la véritable errance polaire au début de la âge de glace.

"Nous considérons ces points chauds comme des traqueurs marqués de panaches provenant du manteau profond, et nous l'utilisons comme cadre de référence, ", a-t-il déclaré. "Nous pensons que l'ensemble du réseau mondial de points d'accès a été réparé, par rapport à l'axe de rotation de la Terre, pendant au moins 36 millions d'années avant ce changement."

Comme tout objet en rotation, La Terre est soumise à la force centrifuge, qui tire sur l'intérieur fluide de la planète. A l'équateur, où cette force est la plus forte, La Terre a un diamètre de plus de 26 miles de plus qu'aux pôles. Gordon a déclaré qu'une véritable dérive polaire peut se produire lorsqu'elle est dense, des bosses très visqueuses du manteau s'accumulent à des latitudes éloignées de l'équateur.

« Imaginez que vous avez vraiment, sirop vraiment froid, et tu le mets sur des crêpes chaudes, " Gordon a dit. " Pendant que vous le versez, vous avez temporairement un petit tas au centre, où il ne s'aplatit pas instantanément à cause de la viscosité du sirop froid. Nous pensons que les anomalies denses dans le manteau sont comme ce petit tas temporaire, seules les viscosités sont beaucoup plus élevées dans le manteau inférieur. Comme le sirop, il finira par se déformer, mais il faut vraiment, très longtemps pour le faire."

Si les anomalies du manteau sont suffisamment massives, ils peuvent déséquilibrer la planète, et l'équateur se déplacera progressivement pour rapprocher la masse excédentaire de l'équateur. La planète tourne encore une fois toutes les 24 heures et la véritable dérive polaire n'affecte pas l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au soleil. La redistribution de la masse vers un nouvel équateur modifie les pôles de la Terre, les points sur la surface de la planète où l'axe de rotation émerge.

Woodworth a déclaré que les données sur les points chauds d'Hawaï fournissent certaines des meilleures preuves que la véritable errance polaire est ce qui a provoqué le déplacement des pôles terrestres il y a 12 millions d'années. Des chaînes d'îles comme les Hawaïens se forment lorsqu'une plaque tectonique se déplace à travers un point chaud.

"La vraie déambulation polaire ne devrait pas changer les pistes de point chaud car la piste de point chaud est l'enregistrement du mouvement de la plaque par rapport au point chaud, " a déclaré Woodworth.

Gordon a dit, "C'était seulement un décalage d'environ 3 degrés, mais cela a eu pour effet de prendre le manteau sous le Pacifique tropical et de le déplacer vers le sud, et en même temps, il déplaçait le Groenland et certaines parties de l'Europe et de l'Amérique du Nord vers le nord. Cela a peut-être déclenché ce que nous appelons l'ère glaciaire."

La Terre est encore dans une ère glaciaire qui a commencé il y a environ 3,2 millions d'années. Les pôles terrestres ont été recouverts de glace à travers les âges, et des calottes glaciaires épaisses se développent et se retirent périodiquement des pôles selon des cycles qui se sont produits plus de 100 fois. Au cours de ces cycles glaciaires, la glace s'est étendue aussi loin au sud que New York et le parc national de Yellowstone. La Terre est aujourd'hui dans une période interglaciaire au cours de laquelle la glace a reculé vers les pôles.

Gordon a déclaré que la véritable errance polaire n'est pas simplement un changement de l'emplacement des pôles magnétiques de la Terre. Alors que la planète tourne, son noyau de fer produit un champ magnétique avec des pôles "nord" et "sud" près de l'axe de rotation. La polarité de ce champ change plusieurs fois tous les millions d'années, et ces changements de polarité sont enregistrés dans les signatures magnétiques des roches du monde entier. Le record paléomagnétique, qui est souvent utilisé pour étudier le mouvement des plaques tectoniques à la surface de la Terre, contient de nombreux cas de « dérive polaire apparente, " qui suit le mouvement de l'axe de rotation et qui inclut les effets à la fois du mouvement des plaques et du véritable dérapage polaire, dit Gordon.

Il a déclaré que le manteau terrestre était en constante évolution, car de nouveaux matériaux entrent et sortent constamment des plaques tectoniques. L'abaissement et le recyclage des plaques par subduction fournissent une explication possible des anomalies du manteau très visqueux qui provoquent probablement un véritable dérapage polaire.

"En classe, Je le démontre souvent avec des poids de pêche en plomb et des pinces, " a dit Gordon. " Il est facile de déformer le plomb avec les pinces, et ce n'est pas cassant. Il ne se fissure pas et ne s'envole pas lorsqu'il tombe en panne. C'est une assez bonne analogie pour l'écoulement du manteau, car c'est ainsi que la roche silicatée se déforme sous une chaleur et une pression intenses."

Lui et Woodworth travaillent avec des collègues pour étendre leur analyse, à la fois d'il y a 12 millions d'années à nos jours ainsi que plus loin dans le passé que la date de début de 48 millions d'années dans l'étude nouvellement publiée.