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Le manteau profond pousse peut-être l’océan Atlantique à part

L’océan Atlantique s’élargit, poussant les Amériques d’un côté et l’Europe et l’Afrique de l’autre. Mais on ne sait pas exactement comment.

Une nouvelle étude suggère que, profondément sous la croûte terrestre, dans une couche appelée manteau, des roches brûlantes montent et poussent sur des plaques tectoniques – ces pièces de puzzle rocheuses qui forment la croûte terrestre – qui se rencontrent sous l’Atlantique.

Auparavant, les scientifiques pensaient que les continents étaient principalement séparés lorsque les plaques sous l’océan se déplaçaient dans des directions opposées et s’écrasaient sur d’autres plaques, se repliant sous la force de gravité. Mais la nouvelle étude suggère que ce n’est pas une vue d’ensemble.

La recherche a débuté en 2016, lorsqu’un groupe de chercheurs a mis les voiles sur un navire de recherche dans la partie la plus large de l’océan Atlantique entre l’Amérique du Sud et l’Afrique; en d’autres termes, «au milieu de nulle part», a déclaré l’auteur principal Matthew Agius, qui était à l’époque chercheur postdoctoral à l’Université de Southampton au Royaume-Uni, mais qui est maintenant à l’Université Roma Tre en Italie.

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L’endroit n’est pas un itinéraire particulièrement populaire pour voyager, a déclaré Agius, notant que parfois des jours s’écoulaient sans voir un seul autre navire ou un avion. L’interaction est limitée aux baleines et aux dauphins occasionnels qui nagent et à un signal fugace du Wi-Fi du navire. Des nuits sans lumière recouvrent la vaste mer dans une vue imprenable sur la galaxie et les étoiles – et c’est très, très calme, a déclaré Agius.

Mais cette vaste étendue d’océan vide repose sur un point géologique incroyablement important: la dorsale médio-atlantique, la plus grande frontière tectonique de la planète qui s’étend sur 10000 miles (16093 kilomètres) de l’océan Arctique jusqu’à la pointe sud de l’Afrique. C’est l’endroit où les plaques sud-américaines et nord-américaines s’écartent des plaques eurasiennes et africaines, à une vitesse d’environ 4 centimètres par an, prolongeant l’océan Atlantique.

39 sismomètres étaient des endroits répartis sur des centaines de kilomètres sur la dorsale médio-atlantique.

39 sismomètres étaient des endroits répartis sur des centaines de kilomètres sur la dorsale médio-atlantique. (Crédit d’image: Université de Southampton)

Écouter les grondements

Agius et son équipe ont passé cinq semaines à naviguer sur une petite partie de la crête – environ 1000 km (621 miles) – lâchant des sismomètres (instruments qui détectent les ondes sismiques ou les vibrations telles que celles des tremblements de terre) sur le fond marin.

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Un an plus tard, les chercheurs ont collecté les sismomètres.

Jusqu’à présent, « nous n’avons jamais eu de bonnes images de ce qui se passe sous l’océan », a déclaré Agius. Étant donné que les ondes sismiques se comportent différemment selon le matériau qu’elles traversent, les chercheurs pourraient utiliser les données pour créer des images, leur permettant de scruter diverses couches de la Terre. Au cours de cette année d’écoute, les sismomètres ont capté les vibrations des tremblements de terre qui se sont propagés à partir de diverses parties du monde et à travers le manteau profond de la Terre – une couche de roche chaude pour la plupart solide d’environ 2900 km d’épaisseur.

Un sismomètre déployé dans l'océan à la dorsale médio-atlantique.

Un sismomètre déployé dans l’océan à la dorsale médio-atlantique. (Crédit d’image: Université de Southampton)

Alors que l’objectif initial de l’équipe était d’apprendre comment les plaques sont nées et comment elles ont vieilli, et qu’ils avaient vraiment l’intention d’étudier des profondeurs moins profondes de la Terre, les chercheurs ont trouvé des preuves d’un phénomène plus profond en jeu.

Ils ont constaté que dans cette zone de la crête, la zone de transition du manteau – une région à densité plus élevée qui sert de gardien entre les couches supérieure et inférieure du manteau – était plus mince que la moyenne, ce qui signifie probablement qu’elle était plus chaude que la normale. Les températures plus chaudes de la zone de transition ont probablement facilité une « remontée » de roches chaudes du manteau inférieur de la Terre à son manteau supérieur qui a activement poussé les plaques à part, a déclaré Agius.

Les chercheurs pensaient auparavant que les plaques divergeaient principalement les unes des autres en raison d’une «traction» au niveau des zones de subduction, des endroits où les plaques entrent en collision et l’une s’enfonce sous l’autre, recyclant le matériau dans le manteau, a déclaré Agius. Donc, si vous avez une plaque tirée d’un côté (et s’écraser avec une autre plaque dans une zone de subduction), et une autre plaque tirée de l’autre côté (à nouveau s’écraser avec une autre plaque dans une zone de subduction), cela créerait des crêtes dans le au milieu, où le matériau chaud par le bas monte pour combler le vide résultant.

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« Cela se produit toujours, mais on pensait que les crêtes étaient un effet de ce processus », a-t-il déclaré. Mais leurs résultats suggèrent que lorsque les zones de subduction séparent les plaques, les remontées d’eau sous les crêtes pourraient contribuer activement à les séparer. Cependant, on ne sait pas si ce processus est simplement lié à la dorsale médio-atlantique ou si toutes les dorsales du monde connaissent la même chose, a déclaré Agius. « La traction est toujours là, nous aimerions simplement déterminer maintenant si toutes les crêtes subissent également une poussée. »

Les ondes sismiques des tremblements de terre voyagent profondément à l'intérieur de la Terre et sont enregistrées sur les sismomètres.  L'analyse de ces données a permis aux chercheurs d'imaginer l'intérieur de notre planète et de constater que la zone de transition du manteau était plus mince que la moyenne.  Cela suggère qu'il fait plus chaud que la moyenne, ce qui incite probablement le matériau à se déplacer du manteau inférieur au manteau supérieur et à pousser sur les plaques tectoniques au-dessus.

Les ondes sismiques des tremblements de terre voyagent profondément à l’intérieur de la Terre et sont enregistrées sur les sismomètres. L’analyse de ces données a permis aux chercheurs d’imaginer l’intérieur de notre planète et de constater que la zone de transition du manteau était plus mince que la moyenne. Cela suggère qu’il fait plus chaud que la moyenne, ce qui incite probablement le matériel à passer du manteau inférieur au manteau supérieur et à pousser sur les plaques tectoniques au-dessus. (Crédit d’image: Université de Southampton)

Pousser et tirer

« Les résultats » ajoutent une pièce du puzzle à la compréhension du flux dans le manteau terrestre « , a déclaré Jeroen Ritsema, professeur au département des sciences de la Terre et de l’environnement à l’Université du Michigan, qui ne faisait pas partie de l’étude.

Et bien que leur analyse soit « excellente », l’étude a une portée limitée, a-t-il déclaré. Ils n’ont examiné qu’une petite partie du fond marin de l’Atlantique, il n’est donc pas clair si leurs conclusions seraient vraies le long de toute la dorsale médio-atlantique ou même dans d’autres dorsales médio-océaniques. « Il est difficile de déduire un flux de roches à l’échelle mondiale dans le manteau terrestre d’un seul point de vue », a déclaré Ritsema à Live Sceince. «C’est comme regarder à travers un trou de serrure et essayer de découvrir quels meubles se trouvent dans le salon, la cuisine et les chambres à l’étage.

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De plus, il pourrait y avoir d’autres explications à la zone de transition plus chaude que la normale.

C’est un « ensemble de données remarquable qu’ils ont collecté avec beaucoup de peine », a déclaré Barbara Ramonowicz, professeur à l’Université de Californie, Berkeley’s Earth and Planetary Science Graduate School et professeur émérite du Collège de France à Paris, qui n’était pas non plus un partie de l’étude. « Je n’ai aucun doute sur leur analyse. … J’ai des réserves sur leur interprétation », a déclaré Ramonowicz à 45Secondes.fr. Il y a des panaches bien connus à proximité qui auraient pu être compensés et provoquer le réchauffement de cette zone, a-t-elle déclaré.

L'équipage du navire de recherche regardant un coucher de soleil sur l'océan.

L’équipage du navire de recherche regardant un coucher de soleil sur l’océan. (Crédit d’image: Université de Southampton)

Vedran Lekic, professeur agrégé au département de géologie de l’Université du Maryland qui n’a pas non plus participé à l’étude, convient que leur explication est plausible « mais pas la seule possible pour expliquer les résultats ». Mais si les résultats sont reproduits ailleurs, cela « pourrait remettre en question notre vision dominante des crêtes », a-t-il ajouté.

Ces découvertes et d’autres similaires pourraient également modifier nos cartes. Il y a environ 300 millions d’années, les sept continents étaient réunis en un seul supercontinent connu sous le nom de Pangée. Pendant des millions d’années, les plaques ont divisé les continents, créant des frontières océaniques et une carte moderne. Mais la propagation de l’océan Atlantique et le rétrécissement de l’océan Pacifique vieillissent lentement et discrètement ces cartes et les rendent de plus en plus inexactes. « Les cartes vont changer un peu [for now] et sur des millions et des millions d’années, cela changera considérablement », a déclaré Agius.

Les résultats ont été publiés dans la revue La nature le 27 janvier.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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