Scientifiques du Laboratoire de géologie de Lyon :Terre, planètes et environnement (CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) rapportent qu'une petite quantité de roche en fusion située sous les plaques tectoniques les incite à se déplacer. Leur nouveau modèle prend en compte non seulement la vitesse des ondes sismiques, mais aussi la manière dont ils sont atténués par le milieu qu'ils traversent. La vitesse des plaques tectoniques près de la surface est donc directement corrélée à la quantité de magma présente. Cette recherche est publiée le 21 octobre 2020 en La nature .

La lithosphère, la partie extérieure de la Terre, est constitué de la croûte et d'une partie du manteau supérieur. Elle est subdivisée en plaques rigides appelées plaques tectoniques ou lithosphériques. Ceux-ci se déplacent sur une couche plus fluide du manteau, l'asthénosphère. La viscosité plus faible de l'asthénosphère permet aux plaques tectoniques de se déplacer sur le manteau sous-jacent, mais jusqu'à aujourd'hui l'origine de cette faible viscosité restait inconnue.

La tomographie sismique produit des images tridimensionnelles de l'intérieur de la Terre en analysant des millions d'ondes sismiques enregistrées dans des stations sismologiques réparties à la surface du globe. Depuis les années 1970, les sismologues ont analysé ces ondes en vue d'identifier un seul paramètre :leur vitesse de propagation. Ce paramètre varie avec la température (plus le milieu est froid, plus les vagues arrivent vite), composition, et la présence possible de roches en fusion dans le milieu traversé par les vagues. Les sismologues ont plutôt étudié un autre paramètre, atténuation des ondes, parallèlement à la variation des vitesses de propagation des ondes. Cette analyse, qui fournit de nouvelles informations sur la température du milieu traversé par les ondes, permet de connaître la quantité de roche en fusion dans le milieu traversé par les ondes.

Leur nouveau modèle a permis, pour la première fois, pour cartographier la quantité de roche en fusion sous les plaques tectoniques. Ce travail révèle qu'une faible quantité de roche en fusion (moins de 0,7% en volume) est présente dans l'asthénosphère sous les océans, non seulement là où cela était prévu, c'est-à-dire sous les dorsales océaniques et certains volcans comme Tahiti, Hawaï ou La Réunion, mais aussi sous toutes les plaques océaniques. Le faible pourcentage de roche en fusion observé est suffisant pour réduire la viscosité d'un ou deux ordres de grandeur sous les plaques tectoniques, les "découplant" ainsi du manteau sous-jacent. De plus, les sismologues lyonnais ont observé que la quantité de roche en fusion est plus élevée sous les plaques les plus rapides, comme la plaque du Pacifique. Ceci suggère que la fonte des roches favorise le mouvement des plaques et la déformation à leurs bases. Cette recherche améliore notre compréhension de la tectonique des plaques et de son fonctionnement.