Le manteau inférieur de la Terre présente d’énormes anomalies

Des perturbations gigantesques: les chercheurs ont découvert d’énormes anomalies au bas du manteau terrestre – des zones où le matériau est inhabituellement chaud et dense. L’une de ces zones se situe sous Hawaï, l’autre sous les îles Marquises, comme l’a montré l’analyse des données sismiques du Pacifique. Ces anomalies pourraient être à l’origine des panaches du manteau, mais leur quantité et leur étendue sont surprenantes, selon les chercheurs de la revue scientifique Science.

Au bas du manteau, il y a d’énormes zones de roches inhabituellement chaudes et molles, comme le révèlent les mesures sismiques.

Le manteau profond et la frontière noyau-manteau sont une région clé de notre planète. Parce qu’ici se trouvent les racines des panaches du manteau , qui alimentent les points chauds volcaniques en magma. En même temps, cette zone est un moteur des courants à l’intérieur de la terre et donc aussi de la tectonique des plaques. En 2019, les chercheurs ont également découvert que le noyau externe liquide de la terre perd de la matière au niveau du manteau – il  » fuit « . Pourquoi n’est pas clair, car on en sait peu sur la frontière cœur-coquille.

Vagues de tremblement de terre comme tomographe

Maintenant, une étude sismique fournit des informations complètement nouvelles sur la limite inférieure du manteau terrestre – et révèle des choses surprenantes. Pour leur étude, des chercheurs dirigés par Doyeon Kim de l’Université du Maryland ont analysé les données sismiques de centaines de séismes de magnitude 6 et supérieurs qui se sont produits dans le Pacifique entre 1990 et 2018. Parce que les ondes sismiques pénètrent à l’intérieur de la terre, leur retard de propagation et leur amortissement peuvent révéler à quoi ressemble la roche en profondeur – semblable à une tomographie.

Cependant, Kim et son équipe ont choisi une nouvelle approche: ils ont utilisé un algorithme adaptatif pour évaluer les échos des ondes sismiques. «En regardant simultanément des milliers d’échos depuis la frontière noyau-manteau, nous avons acquis une toute nouvelle perspective», explique Kim. De plus, l’algorithme du «séquenceur» peut identifier les anomalies dans le modèle d’onde sans avoir à recourir à des hypothèses sur l’intérieur de la Terre.

Plus de zones de faille que prévu

Le résultat surprenant: « Dans près de la moitié de tous les trains de vagues, nous avons détecté des vagues qui ont été dispersées par des structures tridimensionnelles à la frontière cœur-coquille », rapportent Kim et son équipe. « C’était surprenant, car nous nous attendions à ce que ces anomalies soient beaucoup plus rares. » Dans ces zones de faille, les vagues sont ralenties et ralenties – les géoscientifiques se réfèrent à des zones telles que les zones de vitesse ultra-faible (ULVZ).

Jusqu’à présent, ce qui cause ces anomalies et comment le matériau de la veste est là ne peut être deviné. Les scientifiques supposent que la roche y est particulièrement chaude et dense. «Ces méga-ULVZ doivent avoir une composition exotique ou ils peuvent être attribués à la présence de roches partiellement fondues», explique Kim et ses collègues.

Zones de défaut
Anomalies à la frontière noyau-manteau sous Hawaï et les Marquises.© Doyeon Kim / Université du Maryland

Méga anomalie sous Hawaï

En plus de quelques anomalies mineures et plus faibles en Alaska et au Kamchatka, les données ont révélé deux zones étonnamment grandes et frappantes – une au nord-ouest d’Hawaï: «Nous avons trouvé une litière négative abrupte dans la région hawaïenne. Cette région est considérablement plus grande que toute autre région du bassin du Pacifique », ont déclaré les chercheurs. «Elle est unique dans le Pacifique.» Cette zone dépasse également de loin tout ce que prédisent les modèles.

Selon des calculs supplémentaires, l’anomalie hawaïenne pourrait être retracée jusqu’à une zone de faille d’environ 600 kilomètres d’épaisseur au bord inférieur du manteau. Les scientifiques soupçonnent que ce sont les racines du panache du manteau sous ce groupe d’îles. Des études antérieures avaient suggéré que ce point chaud volcanique s’étend jusqu’à un grand réservoir à la frontière noyau-manteau.

Nouvelle anomalie dans le Pacifique Sud

La deuxième anomalie majeure était encore plus surprenante. Il se trouve sous les îles Marquises, un archipel du Pacifique Sud. La taille et l’intensité de cette zone d’interférence correspondent à ce que les modèles avaient prévu auparavant uniquement pour Hawaï. « Cela témoigne de la présence d’un méga ULVZ parmi les Marquises », ont indiqué les chercheurs. « Nous avons été surpris qu’une structure aussi grande parmi les Marquises n’ait pas été découverte auparavant. »

Dans l’ensemble, Kim et son équipe voient dans leurs résultats une indication que la frontière noyau-manteau pourrait être plus hétérogène qu’on ne le pensait auparavant. Cependant, ce qui cause ces différences et ces «zones chaudes» et pourquoi le bord inférieur du manteau est plus chaud et plus doux à certains endroits qu’ailleurs reste un mystère pour le moment. Dans tous les cas, de telles structures anormales à la frontière noyau-manteau sont évidemment plus répandues qu’on ne le pensait auparavant », explique Lekic. (Science, 2020; doi: 10.1126 / science.aba8972 )

Source: Université du Maryland

Traduction de l’article :https://brightsblog.wordpress.com/2020/06/16/unterer-erdmantel-hat-riesige-anomalien/

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