Scaglia Rossa Calcaire exposé près de Furlo, Italie, dans les montagnes des Apennins du Nord. Le calcaire de cette localité s'est accumulé au fond d'une mer peu profonde, dans un bras de l'océan méditerranéen antique il y a près de 85 millions d'années, pendant ce qu'on appelle le Crétacé supérieur. Crédit :Ross Mitchell.
Accrochez-vous à vos chapeaux, parce que les scientifiques ont trouvé plus de preuves que la Terre bascule de temps en temps. Nous savons que les continents se déplacent lentement en raison de la tectonique des plaques, mais la dérive des continents ne fait que pousser les plaques tectoniques les unes contre les autres. Il a été débattu au cours des dernières décennies pour savoir si l'extérieur, coque solide de la Terre peut vaciller, ou même basculer par rapport à l'axe de rotation. Un tel déplacement de la Terre est appelé « véritable vagabondage polaire, " mais les preuves de ce processus ont été controversées. De nouvelles recherches publiées dans Communication Nature , dirigé par le Earth-Life Science Institute (ELSI) du Tokyo Institute of Technology's Principle Investigator Joe Kirschvink (également professeur à Caltech) et le professeur Ross Mitchell de l'Institute of Geology and Geophysics de Pékin, fournit certaines des preuves les plus convaincantes à ce jour qu'un tel basculement planétaire s'est effectivement produit dans le passé de la Terre.
La véritable errance polaire mérite quelques dissections. La Terre est une boule stratifiée, avec un noyau interne en métal solide, un noyau externe en métal liquide, et un manteau solide et une croûte dominante à la surface sur laquelle nous vivons. Tout ça tourne comme une toupie, une fois par jour. Parce que le noyau externe de la Terre est liquide, le manteau solide et la croûte sont capables de glisser dessus. Structures relativement denses, comme la subduction des plaques océaniques et des volcans massifs comme Hawaï, préfèrent être près de l'équateur, de la même manière que vos bras aiment être à vos côtés lorsque vous tournez sur une chaise de bureau.
Malgré cette errance de la croûte, Le champ magnétique terrestre est généré par des courants électriques dans le métal Ni-Fe liquide de convection du noyau externe. Sur de longues échelles de temps, l'errance sus-jacente du manteau et de la croûte n'affecte pas le noyau, parce que ces couches rocheuses sus-jacentes sont transparentes au champ magnétique terrestre. En revanche, les modèles de convection dans ce noyau externe sont en fait forcés de danser autour de l'axe de rotation de la Terre, ce qui signifie que la configuration globale du champ magnétique terrestre est prévisible, s'étalant de la même manière que la limaille de fer s'alignant sur un petit barreau aimanté. D'où, ces données fournissent d'excellentes informations sur la direction des pôles géographiques Nord et Sud, et l'inclinaison donne la distance aux pôles (un champ vertical signifie que vous êtes au pôle, horizontal nous dit que c'était sur l'équateur). De nombreuses roches enregistrent en fait la direction du champ magnétique local lorsqu'elles se forment, de la même manière qu'une bande magnétique enregistre votre musique. Par exemple, de minuscules cristaux de magnétite minérale produits par certaines bactéries s'alignent en fait comme de minuscules aiguilles de boussole, et se retrouvent piégés dans les sédiments lorsque la roche se solidifie. Ce magnétisme "fossile" peut être utilisé pour suivre où l'axe de rotation se déplace par rapport à la croûte.
Échantillonnage haute résolution sur la route coupée à l'ouest du lac du barrage Apiro, dans les montagnes des Apennins centraux en Italie. Cette localité particulière traverse la limite d'un renversement géomagnétique majeur, connu sous le nom de transition Chron 33R / 33N, daté de près de 80 millions d'années. Une fraction étonnamment élevée d'échantillons orientés provenant de ces localités donne de superbes enregistrements de l'ancien champ magnétique au moment de leur formation. Crédit :Ross Mitchell.
"Imaginez regarder la Terre depuis l'espace, " explique Kirschvink " Une véritable errance polaire ressemblerait à la Terre basculant sur le côté, et ce qui se passe réellement, c'est que toute la coquille rocheuse de la planète - le manteau solide et la croûte - tourne autour du noyau externe liquide. les géologues se demandent encore si de grandes rotations du manteau et de la croûte se sont produites dans le passé de la Terre.
Un débat particulièrement houleux a porté sur les événements du Crétacé supérieur, il y a environ 84 millions d'années. Au cours des trois dernières décennies, les géophysiciens ont fait des allers-retours à travers des arguments publics dans le journal Science , et lors de nombreuses réunions, quant à savoir si un grand événement de véritable vagabondage polaire s'est produit au Crétacé.
Mitchell et Kirschvink ont proposé un plan pour régler le débat une fois pour toutes. Tirant parti de l'expérience de Mitchell en tant qu'étudiant étudiant la géologie des Apennins du centre de l'Italie, il connaissait les bonnes roches à échantillonner. L'équipe internationale de chercheurs a alors fait le pari que les données paléomagnétiques des calcaires créés au Crétacé (entre ~145,5 et 65,5 millions d'années) situés en Italie fourniraient un test définitif. Le magnétisme des roches plus jeunes de la même zone a été étudié il y a près de 50 ans, et a indirectement conduit à la découverte de l'impact d'astéroïdes qui a tué les dinosaures. Sarah Slotznick, co-auteur et géobiologiste au Dartmouth College explique, "ces roches sédimentaires italiennes s'avèrent être spéciales et très fiables car les minéraux magnétiques sont en fait des fossiles de bactéries qui ont formé des chaînes de magnétite minérale."
Décalage de latitude enregistré dans le calcaire Scalgia Rossa des Apennins italiens. Ces données montrent que l'Italie a fait une brève excursion vers l'équateur entre 86 et 80 millions d'années, coïncide avec une rotation observée à partir de données magnétiques recueillies à partir de roches du fond marin de l'océan Pacifique. Crédit :Ross Mitchell et Christopher Thissen.
Pour tester leur hypothèse sur la véritable dérive polaire, des données paléomagnétiques avec beaucoup de redondance sont nécessaires pour suivre l'errance de l'ancien emplacement de l'axe de rotation de la Terre. Études préalables, en particulier certains prétendant qu'il n'y a pas de véritable dérapage polaire, n'ont pas réussi à explorer suffisamment de points de données selon l'équipe. Dit Richard Gordon, un géophysicien de l'Université Rice à Houston qui n'a pas participé à l'étude, "c'est l'une des raisons pour lesquelles il est si rafraîchissant de voir cette étude avec ses données paléomagnétiques abondantes et magnifiques."
Kirschvink et ses collègues ont trouvé, comme le prédit l'hypothèse du véritable dérapage polaire, les données italiennes indiquent une inclinaison de ~12˚ de la planète il y a 84 millions d'années. L'équipe a également découvert que la Terre semble s'être corrigée - après avoir basculé sur le côté, La Terre a inversé le cours et a tourné en arrière, pour une excursion totale de près de 25˚ d'arc en environ cinq millions d'années. Certainement, c'était un "yo-yo" cosmique.
