2 gouttes géantes dans le manteau terrestre peuvent expliquer la géologie étrange de l’Afrique › Geeky News

Au plus profond du manteau terrestre, il y a deux gouttes géantes. L’un se trouve sous l’Afrique, tandis que l’autre est presque exactement en face du premier, sous l’océan Pacifique. Mais ces deux gouttes ne sont pas égales.

De nouvelles recherches révèlent que la goutte sous l’Afrique s’étend beaucoup plus près de la surface – et est plus instable – que la goutte sous le Pacifique. Cette différence pourrait finalement aider à expliquer pourquoi la croûte sous-africaine a été soulevée et pourquoi le continent a connu tant de grandes éruptions de supervolcans sur des centaines de millions d’années.

« Cette instabilité peut avoir de nombreuses implications pour la tectonique de surface, ainsi que pour les tremblements de terre et les éruptions supervolcaniques », a déclaré Qian Yuan, diplômé associé en géologie à l’Arizona State University (ASU) qui a dirigé la recherche.

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Une paire de gouttes

Les gouttes du manteau sont correctement connues sous le nom de «grandes provinces à faible vitesse d’onde de cisaillement» ou LLSVP. Cela signifie que lorsque les ondes sismiques générées par les tremblements de terre traversent ces zones du manteau profond, les ondes ralentissent. Cette décélération indique qu’il y a quelque chose de différent dans le manteau à cet endroit, comme la densité ou la température – ou les deux.

Les scientifiques ne savent pas pourquoi les gouttes du manteau existent. Il existe deux hypothèses populaires, a déclaré Yuan à Live Science. La première est qu’ils sont constitués d’accumulations de croûte qui ont subducté de la surface de la Terre jusqu’au plus profond du manteau. Une autre est qu’ils sont les restes d’un océan de magma qui a peut-être existé dans le manteau inférieur au début de l’histoire de la Terre. Lorsque cet océan de magma s’est refroidi et cristallisé, il a peut-être laissé derrière lui des zones plus denses que le reste du manteau.

Des études antérieures avaient laissé entendre que ces deux blobs n’avaient peut-être pas été créés égaux, a déclaré Yuan, mais aucune de ces recherches n’avait utilisé des ensembles de données mondiaux qui pourraient facilement comparer les deux. Lui et son conseiller, le professeur adjoint de géodynamique de l’ASU Mingming Li, ont examiné 17 ensembles de données d’ondes sismiques mondiales pour déterminer la hauteur de chaque goutte.

Ils ont découvert que la tache africaine s’étendait à environ 1 000 kilomètres plus haut que la tache du Pacifique. C’est une différence d’environ 113 monts Everest. Au total, la tache du Pacifique s’étend de 435 à 500 miles (700 à 800 km) vers le haut à partir de la frontière entre le noyau et le manteau. La goutte africaine s’étend vers le haut sur environ 990 à 1 100 milles (1 600 à 1 800 km).

instabilité blobulaire

Même si la goutte africaine se trouve dans la couche du manteau terrestre (illustrée ici), loin sous la croûte, l’instabilité de la structure peut avoir des implications pour la surface de la planète. (Crédit image : vectortatu/Shutterstock)

Les chercheurs ont ensuite utilisé la modélisation informatique pour déterminer quelles caractéristiques des blobs pourraient expliquer ces différences. Les plus importants, ont-ils découvert, étaient la densité des gouttes elles-mêmes et la viscosité du manteau environnant. La viscosité fait référence à la facilité avec laquelle les roches du manteau peuvent être déformées.

Pour que le blob africain soit tellement plus grand que le blob du Pacifique, il doit être beaucoup moins dense, selon Yuan. « Parce que c’est moins dense, c’est instable », a-t-il déclaré.

La tache africaine est encore loin de la croûte terrestre – le manteau a une épaisseur totale de 1 800 miles (2 900 km) – mais l’instabilité de cette structure profonde peut avoir des implications pour la surface de la planète. Les LLSVP peuvent être une source de panaches chauds de matériau du manteau qui montent vers le haut. Ces panaches, à leur tour, pourraient provoquer des éruptions de supervolcans, des bouleversements tectoniques et peut-être même une rupture continentale, a déclaré Yuan.

La tache africaine « est très proche de la surface, il est donc possible qu’un grand panache du manteau s’élève de la tache africaine et entraîne une augmentation de la surface, des tremblements de terre et des éruptions de supervolcans », a déclaré Yuan.

Ces processus se déroulent sur plusieurs millions d’années et se poursuivent en Afrique. Il semble y avoir un lien entre la goutte africaine et les éruptions majeures, a déclaré Yuan. Un article de 2010 publié dans la revue Nature a révélé qu’au cours des 320 derniers millions d’années, 80% des kimberlites, ou d’énormes éruptions de roche du manteau qui ramènent des diamants à la surface, se sont produites juste au-delà de la limite de la goutte africaine.

Yuan et Li ont publié leurs découvertes le 10 mars dans la revue Nature Geoscience. Ils travaillent maintenant sur des recherches sur les origines des blobs. Bien que ces découvertes n’aient pas encore été publiées dans une revue à comité de lecture, les chercheurs ont présenté les résultats lors de la 52e Conférence sur les sciences lunaires et planétaires en mars 2021 ; cette recherche a suggéré que les gouttes pourraient être des restes de l’objet de la taille d’une planète qui a percuté la Terre il y a environ 4,5 milliards d’années, formant la lune.

Publié à l’origine sur Live Science.