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La couche supérieure du manteau terrestre est plus chaude que prévu !

Crédits : iStock

Une nouvelle étude révèle que le manteau supérieur terrestre est 60 °C plus chaud que les scientifiques le pensaient. Cette découverte va permettre de modéliser plus précisément les nombreux processus géodynamiques de la Terre, y compris la tectonique des plaques.

La couche supérieure du manteau terrestre (ou l’asthénosphère) est en réalité à une température plus élevée qu’on ne le pensait jusque-là. « Avoir un tel manteau chaud pourrait signifier que le manteau est moins visqueux, ce qui pourrait expliquer comment les plaques tectoniques sont en mesure de se déplacer au-dessus de l’asthénosphère », a déclaré la chercheuse principale de l’étude Emily Sarafian, du programme de géologie et géophysique du MIT.

L’experte compare l’effet des températures sur l’asthénosphère à celui des températures sur le miel. « Si vous mettez le miel dans le réfrigérateur pendant une heure, il pourra à peine couler lorsque vous le sortirez », explique-t-elle à la revue LiveScience. « Si à la place, vous le mettez sur la cuisinière, il coulera très facilement, car il sera plus chaud ».

De nombreux indices montrent que ce manteau est plus chaud, mais pour des raisons évidentes, les scientifiques ne peuvent pas s’y rendre et mesurer directement les températures. Au lieu de cela, ils recréent les roches du manteau en laboratoire.

« Une fois qu’ils ont une roche du manteau synthétique, ils la soumettent à différentes pressions et températures pour déterminer la température à laquelle la roche fond à une pression donnée », précise la chercheuse. « En augmentant la température dans de petits intervalles et à des pressions différentes, les scientifiques peuvent noter exactement à quel moment leur roche fond ».

Seulement il y a un problème : l’eau. En effet, les roches du manteau contiennent une petite quantité d’eau, mais il est très difficile de la déterminer et donc d’avoir la bonne quantité dans les échantillons de laboratoire. De plus, l’atmosphère aussi contient de l’eau et joue sur le processus.

C’est un minéral, l’olivine, qui est alors venu en aide aux chercheurs pour résoudre l’énigme d’une autre manière. On la retrouve naturellement dans la roche du manteau terrestre et elle se présente sous la forme de grains aussi fins que des graines de sable, mais suffisamment grands pour que les chercheurs puissent mesurer les quantités d’eau.

« Nous avons effectué des expériences de fusion de la même façon que les scientifiques précédents l’ont fait, en mettant une roche synthétique à haute pression et des températures, mais en ajoutant ces grains à nos expériences. Idéalement, l’échantillon a fini par avoir la même quantité d’eau que le manteau », ajoute-t-elle.

Leurs résultats ont suggéré que l’enveloppe fond quand elle est relativement proche de la surface de la Terre. « Cela devait signifier que l’estimation précédente de la température du manteau était trop faible et que le manteau est de 60 °C plus chaud », a conclut Sarafian dans l’étude publiée dans la revue Science. « C’est une différence très importante ! »