En Suisse et aux États-Unis, la découverte d’anomalies insoupçonnées dans le manteau terrestre pourrait remettre en question nos connaissances sur les plaques tectoniques. Ces travaux effectués grâce à certaines avancées technologiques dans le domaine de l’imagerie ouvrent la porte vers de nouvelles pistes.
Découverte de zones rocheuses inconnues
Le sismographe est un appareil capable d’enregistrer et de mesurer les tremblements de terre. Les séismes provoquent en effet des vibrations en raison des cassures de la croûte terrestre, transmises à partir des points de rupture. Or, cet appareil incarne jusqu’à aujourd’hui l’élément principal à l’origine des connaissances concernant la tectonique des plaques. Depuis longtemps, les scientifiques sont en effet capables de calculer la vitesse de propagation des ondes et de déterminer ainsi la position des plaques tectoniques et celles des zones de subduction qui constituent les limites entre ces mêmes plaques.
Une étude publiée dans la revue Scientific Reports en novembre 2024 pourrait changer la donne. Les géophysiciens de l’École Polytechnique de Zurich (Suisse) et de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) ont indiqué avoir découvert des anomalies dans le manteau inférieur de la Terre. Or, ces anomalies semblent révéler la présence de zones rocheuses inconnues.
Les auteurs ont utilisé un nouveau modèle à haute résolution du manteau terrestre qui va à l’encontre de l’approche habituelle des géographes. En effet, le modèle a été élaboré à l’aide d’une méthode d’imagerie géophysique avancée, le Full Waveform Inversion (FWI) ou inversion de forme d’onde complète en français. Très puissant, cet outil permet d’estimer les propriétés des matériaux qui se trouvent dans les sous-sols en analysant ondes sismiques. L’utilisation de ce FWI est aujourd’hui très présente, notamment dans la prospection du pétrole.
Des zones aux limites différentes de celles connues
Cette méthode a permis de faire une découverte surprenante, à savoir la présence de zones rocheuses sous les océans et à l’intérieur des continents dont les limites ne correspondent pas à celles établies auparavant par la science. Par exemple, une de ces zones a été identifiée sous l’ouest de l’océan Pacifique à proximité d’une autre déjà connue, quelque chose d’impossible, en tout cas jusqu’à aujourd’hui. Cependant, les scientifiques ne sont pas encore certains de la nature de ces nouvelles zones. En effet, de telles anomalies dans le manteau inférieur pourraient s’expliquer de plusieurs manières.
« Il pourrait s’agir de matière ancienne, riche en silice, qui existe depuis la formation du manteau, il y a environ quatre milliards d’années, et qui a survécu malgré les mouvements convectifs du manteau. Ou bien de zones où des roches riches en fer se sont accumulées en raison de ces mouvements du manteau au cours de milliards d’années », a déclaré Thomas Schouten, principal auteur de ces travaux dans un article de Phys.org le 7 janvier 2025.
En principe, cette découverte pourrait remettre en question notre compréhension de la tectonique des plaques. Néanmoins, davantage de recherches seront nécessaires pour en avoir le cœur net.
