Contrairement à une sphère parfaite, la couche D" est étonnamment inégale. Son épaisseur varie considérablement d'un endroit à l'autre, certaines régions étant même dépourvues de couche D", un peu comme les continents s'élèvent au-dessus des océans de la Terre. Ces variations intrigantes ont attiré l'attention des géophysiciens, qui décrivent la couche D" comme une région hétérogène ou non uniforme.

Une nouvelle étude menée par le Dr Qingyang Hu (Centre de recherche avancée en sciences et technologies à haute pression) et le Dr Jie Deng (Université de Princeton) suggère que la couche D pourrait provenir des premiers jours de la Terre. Leur théorie repose sur l'hypothèse de l'impact géant. , qui propose qu'un objet de la taille de Mars ait percuté la proto-Terre, créant par la suite un océan de magma à l'échelle de la planète. Ils pensent que la couche D" pourrait être une composition unique résiduelle de cet impact colossal, contenant potentiellement des indices sur la formation de la Terre.

L'article est publié dans la revue National Science Review. .

Le Dr Jie Deng souligne la présence d’une quantité substantielle d’eau au sein de cet océan magmatique mondial. L'origine exacte de cette eau reste un sujet de débat, avec diverses théories ont été proposées, notamment sa formation par réactions entre le gaz de la nébuleuse et le magma, ou son apport direct par les comètes.

"L'opinion dominante", poursuit le Dr Deng, "suggère que l'eau se serait concentrée vers le fond de l'océan magmatique à mesure qu'il se refroidissait. Dans les étapes finales, le magma le plus proche du noyau aurait pu contenir des volumes d'eau comparables à l'actuelle Terre. océans de jour."

Les conditions extrêmes de pression et de température au fond de l’océan magmatique auraient créé un environnement chimique unique, favorisant des réactions inattendues entre l’eau et les minéraux. Le Dr Qingyang Hu explique :"Nos recherches suggèrent que cet océan de magma hydraté a favorisé la formation d'une phase riche en fer appelée peroxyde de fer et de magnésium."

Ce peroxyde, de formule (Fe,Mg)O₂ , a une préférence encore plus forte pour le fer par rapport aux autres composants majeurs attendus dans le manteau inférieur. "Selon nos calculs, son affinité pour le fer aurait pu conduire à l'accumulation de peroxyde à dominante fer dans des couches allant de plusieurs à plusieurs dizaines de kilomètres d'épaisseur", ajoutent les chercheurs.

La présence de cette phase peroxyde riche en fer modifierait la composition minérale de la couche D", s'écartant de notre compréhension actuelle. Selon le nouveau modèle, les minéraux de D" seraient dominés par un nouvel assemblage:le silicate pauvre en fer, peroxyde riche en fer (Fe, Mg) et oxyde pauvre en fer (Fe, Mg).

Ce peroxyde à dominante fer possède également de faibles vitesses sismiques et une conductivité électrique élevée, ce qui en fait un candidat potentiel pour expliquer les caractéristiques géophysiques uniques de la couche D". Ces caractéristiques comprennent des zones à vitesse ultra-faible et des couches de conductance élevée, toutes deux contribuant à la couche D". l'hétérogénéité compositionnelle bien connue de la couche.

"Nos résultats suggèrent que le peroxyde riche en fer, formé à partir de l'eau ancienne de l'océan magmatique, a joué un rôle crucial dans la formation des structures hétérogènes de la couche D", a déclaré Qingyang. La forte affinité de ce peroxyde pour le fer crée un contraste de densité saisissant entre ces zones riches en fer et le manteau environnant.

Essentiellement, il agit comme un isolant, les empêchant de se mélanger et expliquant potentiellement l’hétérogénéité durable observée à la base du manteau inférieur. Jie a ajouté :"Ce modèle s'aligne bien avec les récents résultats de modélisation numérique, suggérant que l'hétérogénéité du manteau inférieur pourrait être une caractéristique de longue durée."