Chaque écolier apprend le cycle de l'eau :évaporation, condensation, précipitation, et collecte. Mais que se passerait-il s'il y avait une composante terrestre profonde de ce processus se produisant à des échelles de temps géologiques qui rendrait notre planète idéale pour maintenir la vie telle que nous la connaissons ?

Nouvel ouvrage publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences par Yanhao Lin et Michael Walter de Carnegie, ainsi que d'anciens scientifiques de Carnegie et collaborateurs actuels Ho-Kwang "Dave" Mao et Qingyang Hu du Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research Shanghai et Yue Meng du Laboratoire national d'Argonne Le minéral appelé stishovite est capable de stocker et de transporter de grandes quantités d'eau même dans des conditions extrêmes comme celles que l'on trouve dans le manteau inférieur de la Terre.

C'est important, car il montre que des quantités substantielles d'eau pourraient être présentes plus loin dans le manteau qu'on ne le pensait auparavant, indiquant qu'un cycle de l'eau dans tout le manteau est possible.

"Pour descendre dans le manteau, l'eau doit être incorporée dans les minéraux à la surface et ensuite être maintenue de manière stable dans ces structures dans les conditions que l'on trouve au plus profond de la planète, " a expliqué l'auteur principal Lin.

Les chercheurs ont utilisé un mimétisme en laboratoire pour étudier le minéral stishovite, qui est une forme de quartz à haute pression, quand c'est avec de l'eau dans des conditions de pression et de température élevées. Nous savons déjà que des quantités substantielles d'eau peuvent être stockées dans des minéraux de silicate dans le manteau supérieur de la Terre, qui existe entre 100 et 670 kilomètres (ou 62 à 416 miles) de profondeur. Mais l'équipe a examiné la stishovite et l'eau dans des conditions simulées comme celles trouvées profondément dans le manteau inférieur, qui existe entre 670 et 2, 900 kilomètres (ou 416 à 1, 802 milles) vers le bas, où l'on pensait que beaucoup moins d'eau pouvait être stockée de manière stable dans les minéraux.

"La stishovite est un minéral à base de silice et un composant majeur de la croûte océanique." expliqua Mao. "En tectonique des plaques, il existe des zones appelées zones de subduction où une plaque océanique glisse sous une plaque continentale, s'enfoncer de la surface de la Terre dans ses profondeurs. Quand cela arrive, la stishovite est transportée dans le manteau."

La découverte de diamants avec des inclusions minérales contenant de l'eau provenant de profondeurs allant jusqu'à environ 700 kilomètres (ou 535 miles) dans le manteau a révélé que l'eau descend en effet au moins aussi loin si elle trouve le bon minéral avec lequel faire du stop.

La stishovite est l'un de ces minéraux, mais est-il capable de prendre l'eau encore plus profondément, dans le manteau inférieur ? C'est ce que les chercheurs se sont attachés à découvrir.

Ils ont soumis de minuscules échantillons de stishovite avec de l'eau à une plage d'environ 320, 000 à 510, 000 fois la pression atmosphérique normale et l'a chauffé à une plage d'environ 1, 000 à 1, 500 degrés Celsius simulant un gradient passant des conditions du manteau supérieur aux conditions du manteau inférieur. Remarquablement, ils ont découvert que la stishovite peut contenir de grandes quantités d'eau même dans ces conditions.

"Si l'eau peut être stockée dans les minéraux à des pressions et des températures plus basses du manteau, cela pourrait indiquer qu'il existe un cycle mondial de l'eau se produisant sur de très longues échelles de temps géologiques, " a expliqué Walter. "Cela pourrait modifier notre compréhension de la façon dont les intérieurs planétaires profonds peuvent influencer ou contrôler la teneur en eau à la surface."