Alors que les anciens fonds océaniques plongent de plus de 1, 000 km dans les profondeurs de la Terre, ils font couler la roche chaude dans le manteau inférieur beaucoup plus dynamiquement qu'on ne le pensait auparavant, trouve une nouvelle étude dirigée par l'UCL.

La découverte répond à des questions de longue date sur la nature et les mécanismes de l'écoulement du manteau dans la partie inaccessible de la Terre profonde. Ceci est essentiel pour comprendre à quelle vitesse la Terre se refroidit, et l'évolution dynamique de notre planète et d'autres dans le système solaire.

"Nous imaginons souvent le manteau terrestre comme un liquide qui s'écoule, mais ce n'est pas le cas, c'est un solide qui se déplace très lentement au fil du temps. Traditionnellement, on pense que le flux de roche dans le manteau inférieur de la Terre est lent jusqu'à ce que vous atteigniez le noyau de la planète, avec l'action la plus dynamique qui se passe dans le manteau supérieur qui ne va qu'à une profondeur de 660 km. Nous avons montré que ce n'est pas le cas après tout dans de vastes régions situées sous le Pacifique Sud et en Amérique du Sud, " a expliqué l'auteur principal, Dr. Ana Ferreira (UCL Sciences de la Terre et Universidade de Lisboa).

"Ici, le même mécanisme que nous voyons provoquer des mouvements et des déformations à chaud, la roche sous pression dans le manteau supérieur se produit également dans le manteau inférieur. Si cette activité accrue se produit uniformément sur le globe, La Terre pourrait se refroidir plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant", a ajouté le Dr Manuele Faccenda, Universita di Padova.

L'étude, publié aujourd'hui dans Géosciences de la nature par des chercheurs de l'UCL, Université de Lisbonne, Université de Padoue, Université nationale de Kangwon et Université de Tel Aviv, fournit la preuve d'un mouvement dynamique dans le manteau inférieur de la Terre où les anciens fonds océaniques plongent vers le noyau de la planète, passage du manteau supérieur (jusqu'à ~660 km sous la croûte) au manteau inférieur (~660-1, 200 km de profondeur).

L'équipe a découvert que la déformation et l'augmentation du flux dans le manteau inférieur sont probablement dues au mouvement de défauts dans le réseau cristallin des roches dans les profondeurs de la Terre, un mécanisme de déformation appelé "fluage de dislocation", dont la présence dans le manteau profond a fait l'objet de débats.

Les chercheurs ont utilisé de grands ensembles de données collectées à partir d'ondes sismiques formées lors de tremblements de terre pour sonder ce qui se passe profondément à l'intérieur de la Terre. La technique est bien établie et comparable à la façon dont le rayonnement est utilisé dans les tomodensitogrammes pour voir ce qui se passe dans le corps.

"Dans un tomodensitogramme, des faisceaux étroits de rayons X traversent le corps jusqu'à des détecteurs opposés à la source, construire une image. Les ondes sismiques traversent la Terre de la même manière et sont détectées par des stations sismiques situées du côté opposé de la planète à l'épicentre du séisme, nous permettant de construire une image de la structure de l'intérieur de la Terre, " a expliqué le Dr Sung-Joon Chang, Université nationale de Kangwon.

En combinant 43 millions de mesures de données sismiques avec des simulations informatiques dynamiques utilisant les installations de supercalcul du Royaume-Uni HECToR, Archer et le cluster informatique italien Galileo, CINECA, les chercheurs ont généré des images pour cartographier la façon dont le manteau terrestre s'écoule à des profondeurs d'environ 1, 200 km sous nos pieds.

Ils ont révélé une augmentation du flux du manteau sous le Pacifique occidental et l'Amérique du Sud, où d'anciens fonds océaniques plongent vers le noyau de la Terre sur des millions d'années.

Cette approche consistant à combiner des données sismiques avec une modélisation informatique géodynamique peut maintenant être utilisée pour créer des cartes détaillées de la façon dont l'ensemble du manteau s'écoule à l'échelle mondiale pour voir si le fluage des dislocations est uniforme à des profondeurs extrêmes.

Les chercheurs veulent également modéliser la façon dont la matière monte du noyau de la Terre à la surface, qui, avec cette dernière étude, aidera les scientifiques à mieux comprendre comment notre planète a évolué jusqu'à son état actuel.

"La façon dont le manteau coule sur Terre pourrait contrôler pourquoi il y a de la vie sur notre planète mais pas sur d'autres planètes, comme Vénus, qui a une taille et un emplacement similaires dans le système solaire à la Terre, mais a probablement un style de flux de manteau très différent. Nous pouvons comprendre beaucoup de choses sur les autres planètes en révélant les secrets de la nôtre, " a conclu le Dr Ferreira.