Une mystérieuse structure découverte 2900 km sous l’océan Pacifique

Les données des ondes sismiques ont révélé des structures géantes sous la surface de la Terre, à la frontière entre le noyau en fusion et le manteau solide de la Terre.

En analysant les données de milliers de séismes, le professeur Doyeon Kim, de l’université du Maryland, et ses collègues ont découvert une structure sous les îles volcaniques des Marquises, dans l’océan Pacifique Sud, rapporte le NewScientist. Cette structure, connue sous le nom de « zone de vitesse ultra-basse » (ULV), a un diamètre d’environ 1000 kilomètres et une épaisseur de 25 kilomètres, explique le professeur.

Ces structures sont appelées zones ULV parce que les ondes sismiques les traversent à des vitesses plus lentes, mais ce dont elles sont faites reste un mystère pour les chercheurs. Elles pourraient être chimiquement distinctes du noyau d’alliage fer-nickel et du manteau de roche silicate de la Terre, ou avoir des propriétés thermiques différentes.

Les chercheurs ont découvert la structure en analysant 7000 enregistrements de l’activité sismique des tremblements de terre qui se sont produits autour du bassin de l’océan Pacifique entre 1990 et 2018. Les séismes avaient tous une magnitude de 6,5 ou plus, et étaient plus profonds que 200 kilomètres sous la surface de la Terre.

L’équipe a examiné les échos générés par un type spécifique d’ondes sismiques, appelées ondes de cisaillement, lorsqu’elles se déplacent le long de la limite entre le coeur et le manteau terrestre. Les échos des ondes de cisaillement d’un seul sismogramme sont difficiles à distinguer du bruit aléatoire. Les chercheurs ont donc utilisé un algorithme d’apprentissage automatique conçu à l’origine pour identifier les tendances des grands ensembles de données astronomiques.

L’analyse simultanée de milliers d’ondes de cisaillement a révélé une énorme structure sous les îles Marquises. L’équipe a également découvert qu’une zone d’ULV découverte précédemment sous Hawaii est beaucoup plus grande qu’on ne le pensait.

L’étude du manteau terrestre est importante, dit Kim, car elle pourrait nous éclairer sur la façon dont les structures de la Terre se sont développées et ont changé au fil du temps. « Le manteau de la Terre est l’endroit où se produit la convection, et c’est en fait le mécanisme d’entraînement du volcanisme des points chauds ainsi que de la tectonique des plaques », dit-il.

L’identification des zones d’ULV pourrait nous aider à mieux comprendre si certains volcans ont leur origine profondément sous la surface de la Terre, ainsi que d’en savoir plus sur la composition du manteau inférieur de la Terre.