La découverte d'une mystérieuse zone de subduction sous le Pacifique redéfinit la compréhension de la Terre !

Des scientifiques de l'université du Maryland ont découvert des preuves de l'existence d'un ancien plancher océanique qui s'est enfoncé profondément dans la Terre à l'époque des dinosaures, remettant en cause les théories existantes sur la structure intérieure de la Terre.

Situé sur la dorsale du Pacifique oriental (une limite de plaque tectonique au fond de l'océan Pacifique sud-est), ce morceau de plancher océanique jusqu'ici peu étudié jette une lumière nouvelle sur le fonctionnement interne de notre planète et sur la façon dont sa surface a changé au cours de millions d'années. Les conclusions de l'équipe ont été publiées dans la revue Science Advances le 27 septembre 2024.

Une découverte unique dans le Pacifique

Dirigée par Jingchuan Wang, chercheur postdoctoral en géologie, l'équipe a utilisé des techniques d'imagerie sismique innovantes pour sonder le manteau terrestre, la couche située entre la croûte et le noyau de notre planète.

Cette zone sépare les manteaux supérieur et inférieur, se dilatant ou se contractant en fonction de la température. L'équipe pense que le plancher océanique nouvellement découvert pourrait également expliquer la structure anormale de la province de cisaillement à faible vitesse du Pacifique (LLSVP), une région massive du manteau inférieur de la Terre, car la LLSVP semble être divisée par la dalle.

« Cette zone épaissie est comme l'empreinte fossilisée d'un ancien morceau de plancher océanique qui s'est enfoncé dans la Terre il y a environ 250 millions d'années », a déclaré M. Wang. « Elle nous donne un aperçu du passé de la Terre que nous n'avions jamais eu auparavant ».

La subduction se produit lorsqu'une plaque tectonique glisse sous une autre, recyclant les matériaux de la surface dans le manteau terrestre. Ce processus laisse souvent des traces visibles du mouvement, notamment des volcans, des tremblements de terre et des fosses marines. Alors que les géologues étudient généralement la subduction en examinant des échantillons de roches et de sédiments trouvés à la surface de la Terre, Wang a travaillé avec Vedran Lekic, professeur de géologie, et Nicholas Schmerr, professeur associé, pour utiliser les ondes sismiques afin de sonder le fond de l'océan. En examinant la façon dont les ondes sismiques traversent les différentes couches de la Terre, les scientifiques ont pu créer des cartes détaillées des structures cachées dans les profondeurs du manteau.

« On peut comparer l'imagerie sismique à un scanner. En fait, elle nous a permis d'obtenir une vue en coupe de l'intérieur de notre planète », a déclaré M. Wang. « Normalement, les plaques océaniques de matériaux sont complètement consumées par la Terre, ne laissant aucune trace perceptible à la surface. Mais le fait de voir l'ancienne plaque de subduction sous cet angle nous a permis de mieux comprendre la relation entre les structures terrestres très profondes et la géologie de surface, ce qui n'était pas évident auparavant. »

Ce que l'équipe a découvert l'a surprise : le matériau se déplaçait à l'intérieur de la Terre beaucoup plus lentement qu'on ne le pensait auparavant. Wang pense que l'épaisseur inhabituelle de la zone découverte par l'équipe suggère la présence de matériaux plus froids dans cette partie de la zone de transition du manteau, ce qui indique que certaines plaques océaniques restent bloquées à mi-chemin lorsqu'elles s'enfoncent dans le manteau.

Qu'ont-ils constaté ?

« Nous avons constaté que dans cette région, les matériaux s'enfonçaient à une vitesse inférieure de moitié à celle à laquelle nous nous attendions, ce qui suggère que la zone de transition du manteau peut agir comme une barrière et ralentir le mouvement des matériaux à travers la Terre », a expliqué M. Wang. « Notre découverte soulève de nouvelles questions sur la manière dont la Terre profonde influence ce que nous voyons à la surface sur de grandes distances et à de grandes échelles de temps ».

À l'avenir, l'équipe prévoit d'étendre ses recherches à d'autres zones de l'océan Pacifique et au-delà. Wang espère créer une carte plus complète des anciennes zones de subduction et de remontée d'eau (le processus géologique qui se produit lorsque des matériaux subductés se réchauffent et remontent à la surface), ainsi que de leurs effets sur la surface et les structures profondes de la Terre. Grâce aux données sismiques acquises dans le cadre de cette recherche, Wang et d'autres scientifiques améliorent leurs modèles de déplacement des plaques tectoniques au cours de l'histoire de la Terre.

Référence de l'article :

Jingchuan Wang et al, Mesozoic intraoceanic subduction shaped the lower mantle beneath the East Pacific Rise, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado1219