Dans un article publié par la revue Science, un groupe de géologues de l’université du Maryland, dirigé par Jingchuan Wang, explique qu’en envoyant des ondes sonores pour réaliser des cartes sismiques de la région, ils ont identifié une masse de manteau se déplaçant étonnamment lentement sous la plaque Nazca, qui borde elle-même la plaque continentale d’Amérique du Sud.
Leur découverte pourrait expliquer pourquoi cette région est en train de créer la chaîne de montagnes méso-océanique qui connaît la croissance la plus rapide au monde : les « East Pacific Ranges ».
Des analyses plus poussées ont permis d’acquérir de nouvelles certitudes. On sait que la plus grande partie du volume de la Terre est constituée de roches silicatées chauffées, prises en sandwich entre une croûte externe mince et froide et un noyau chaud. Cette couche de minéraux partiellement fondus, appelée manteau, s’écoule par cycles, selon un processus lent qui dure des dizaines de millions d’années en raison des différences extrêmes de température entre le dessus et le dessous. À ce stade, la matière plus dense et plus froide est attirée vers l’intérieur, plus chaud, dans un processus appelé subduction.
Dans cette région, la plaque de Nazca est en subduction sous l’Amérique du Sud. Cependant, du côté ouest de la plaque se trouvent la dorsale méso-océanique à croissance rapide et un point chaud géologique sous les îles de Pâques, ainsi qu’un mystérieux fossé structurel entre le Pacifique central et le Pacifique oriental.
Comme l’explique le Dr Wang, ils ont constaté que dans cette région, les matériaux s’enfonçaient à une vitesse inférieure de moitié à la vitesse attendue, « 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« .
Ils ont déterminé que cette épaisse structure de pierre était plus froide et plus dense que celles des régions voisines. De plus, elle semble être un morceau fossilisé d’un ancien fond marin « qui s’est enfoncé dans la Terre il y a environ 250 millions d’années. Elle nous donne un aperçu du passé de la Terre que nous n’avions jamais eu auparavant« , explique l’auteur principal.
Les travaux indiquent que, parce qu’ils ne fondent pas aussi complètement que le manteau environnant, les vestiges de ce qui était autrefois un plancher océanique triasique font saillie plus profondément dans les couches plus chaudes du manteau, entraînant la saillie des matériaux dans des structures appelées superplumes.
« Les simulations géodynamiques ont attribué la géométrie et la stabilité des structures du manteau inférieur à leurs interactions directes avec la plaque subductrice« , expliquent les auteurs. En fait, ils pensent que cette série d’anomalies, orientées dans le sens est-ouest, pourrait aider à raconter l’histoire de la plaque Nazca et la façon dont elle s’est déplacée au cours de l’histoire.
Quoi qu’il en soit, le simple fait d’avoir détecté ces impacts anciens dans le sol permettra peut-être d’en savoir plus sur la façon dont les mécanismes internes de la planète façonnent la surface du monde aujourd’hui.
Référence
Mesozoic intraoceanic subduction shaped the lower mantle beneath the East Pacific Rise
Science Advances
27 Sep 2024
Vol 10, Issue 39
Abstract
The Pacific large low-shear-velocity province (LLSVP), as revealed by cluster analysis of global tomographic models, hosts multiple internal anomalies, including a notable gap (~20° wide) between the central and eastern Pacific. The cause of the structural gap remains unconstrained. Directly above this structural gap, we identify an anomalously thick mantle transition zone east of the East Pacific Rise, the fastest-spreading ocean ridge in the world, using a dense set of SS precursors. The area of the thickened transition zone exhibits faster-than-average velocities according to recent tomographic images, suggesting perturbed postolivine phase boundaries shifting in response to lowered temperatures. We attribute this observation to episodes of Mesozoic-aged (250 to 120 million years ago) intraoceanic subduction beneath the present-day Nazca Plate. The eastern portion of the Pacific LLSVP was separated by downwelling because of this ancient oceanic slab. Our discovery provides a unique perspective on linking deep Earth structures with surface subduction.
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