Le Manteau Terrestre |
Des Montagnes sous nos Pieds |
L.B.-G. - POUR LA SCIENCE N°498 > Avril > 2019 |
3000 km de Manteau Terrestre cartographié en 3D |
Un mystère opaque et noir, le manteau terrestre ? Autrefois, sans doute. Mais aujourd'hui, la puissance informatique à la disposition des chercheurs permet de représenter les entrailles de notre planète avec une fascinante esthétique polychrome.
En atteste cette image des profondeurs du globe sous le Pacifique produite à partir des travaux d'analyse sismique de Jeroen Tromp, de l'université de Princeton (États-Unis). Le chercheur a étudié comment se propagent les ondes des tremblements de terre pour reconstituer la structure du manteau qu'elles traversent. Leurs changements de vitesse reflètent les changements de température et de texture des roches. Les couleurs chaudes représentent ici les zones aux températures les plus élevées, dans lesquelles les ondes progressent lentement ; et inversement pour les couleurs froides. Ces images ont été construites grâce au calculateur Titan, du Oak Ridge National Lab (États-Unis), capable d'effectuer 20 millions de milliards d'opérations par seconde. "Nous avons cartographié en 3D l'ensemble du manteau jusqu'à 3000 km de profondeur ; indique Jeroen Tromp, bien que cette image ne montre que les 1000 premiers kilomètres".
Y.S. - SCIENCE & VIE N°1173 > Juin > 2015 |
Une Couche Rigide dans le Manteau Terrestre |
A.Kh. - SCIENCES ET AVENIR N°819 > Mai > 2015 |
La Limite Croûte-Manteau Cartographiée |
Un siècle après sa découverte par Andrija Mohorovicic, la limite entre la croûte terrestre et le manteau (baptisée Moho) vient d'être cartographiée à l'échelle mondiale avec une précision inégalée.
Pour cela, les scientifiques du programme GEMMA ont tiré profit du satellite GOCE, qui mesure depuis 2009 les infimes variations du champ de gravité terrestre. Des variations qui reflètent en partie la différence de densité entre les roches du manteau et celles de la croûte, et permettent de localiser l'interface entre les deux. "La cartographie du Moho par GOCE comble les lacunes géographiques des modèles précédents, obtenus par des observations sismiques et gravimétriques au sol", explique Daniele Sampietro, de l'Ecole polytechnique de Milan. De quoi offrir une image inédite des changements en profondeur de cette limite géologique qui se situe entre 5 et 15 kilomètres de profondeur sous les océans, et entre 25 et 85 km de profondeur sous les continents. "Cette carte est une avancée majeure pour mieux comprendre la géodynamique du globe terrestre", estime Daniele Sampietro. Elle pourrait permettre d'améliorer, par exemple, la compréhension des mécanismes à l'origine des tremblements de terre.
85 km : c'est la profondeur maximale de Moho.
99 % du volume de la Terre est situé sous la croûte.
255 km : c'est l'altitude à laquelle le satellite GOCE se trouve en orbite.
E.B-V. - SCIENCE & VIE > Mai > 2012 |
La Base du Manteau Terrestre pourrait abriter un Océan de Magma |
Des poches de roches partiellement fondues pourraient bien exister au sein du manteau solide, à la frontière avec le noyau de la Terre. Sur cet échantillon de manteau porté aux conditions régnant à 2.900 km de profondeur, on peut voir la roche fondue en foncé.
Ce que les géophysiciens soupçonnent depuis quinze ans vient d'être validé expérimentalement pour la première fois par Guillaume Fiquet, de l'Institut de minéralogie et de physique des milieux condensés, qui a reproduit en laboratoire les conditions infernales régnant à 2900 km de profondeur.
À l'aide d'une presse à enclumes de diamant et d'un laser infrarouge, le chercheur a progressivement porté un échantillon de roche du manteau jusqu'à une température de près de 4.200°C et une pression de 1,4 million d'atmosphère. Il a ensuite déterminé par le biais du synchrotron de Grenoble qu'il y avait bien fusion de cette roche, et l'ordre dans lequel les différentes phases minérales qui la constituent fondent. "Cela nous renseigne sur la dynamique de fusion des roches du manteau, mais aussi, en prenant cette expérience à l'envers, sur la dynamique de cristallisation du manteau primitif de la Terre, qui a probablement traversé un stade où elle était complètement fondue", explique le chercheur. Les premiers minéraux à cristalliser laisseraient un liquide enrichi en fer et calcium dont la densité lui permettrait de résider à la base du manteau. La Terre renfermerait donc les vestiges de sa jeunesse.
B.B. - SCIENCE & VIE > Novembre > 2010 |
Le Manteau Électrique de la Terre expliqué |
Comment expliquer que le manteau supérieur de la Terre est un bon conducteur d'électricité alors que l'olivine, son principal composant est totalement isolant ?
Parce que les 400 premiers kilomètres du manteau terrestre contiennent de petites quantités de carbonates liquides entre les grains de la roche solide, répond l'équipe de Fabrice Gaillard (Institut des sciences de la Terre, Orléans). Les chercheurs ont mesuré en laboratoire la conductivité des carbonates fondus et conclu qu'elle était mille fois plus importante que celle du basalte, jusque-là connu comme le seul conducteur potentiel dans le manteau.
SCIENCES ET AVENIR N°743 > Janvier > 2009 |
Dans le Manteau Terrestre, l'Électron change d'État |
Faudra-t-il revoir les modèles de la structure de la Terre ? C'est ce que laisse présager l'expérience réalisée par Viktor Struzhkin (Carnegie institution, Washington).
Dans une cellule à enclumes de diamant, le géophysicien a réussi à recréer les conditions de température et de pression du manteau inférieur. Il a ainsi chauffé jusqu'à 1700°C et compressé jusqu à 94 GPa - soit près d'un million de fois la pression atmosphérique - des échantillons d'une roche typique du manteau composée de fer, de magnésium et d'oxygène.
Résultat ? Dans ces conditions extrêmes, les électrons des atomes de fer changent de configuration, modifiant profondément les propriétés de la roche (densité, conductivité, vitesse de propagation des ondes). L'étude montre que la transition entre deux états de l'électron s'effectue de manière continue entre 1000 et 2200 km sous terre. Ces observations permettront de mieux comprendre le comportement des ondes sismiques à cette profondeur.
Em.H. - SCIENCE & VIE > Novembre > 2007 |