Dans un triomphe géologique, des scientifiques percent une fenêtre sur le manteau terrestre

Jul 18, 2023

Sur une montagne sous-marine au milieu de l'océan Atlantique, des scientifiques ont foré près d'un mile sous le fond de l'océan et ont récolté une récompense scientifique sans précédent : des morceaux du manteau rocheux de la Terre.

Cette réalisation record a électrisé les géoscientifiques, qui rêvent depuis des décennies de parcourir des kilomètres de la croûte terrestre pour échantillonner le royaume mystérieux qui constitue la majeure partie de la planète. Le brassage thermique du manteau alimente la tectonique des plaques dans la croûte, donnant naissance à des montagnes, des volcans et des tremblements de terre.

La nouvelle expédition, menée par un navire de forage océanique appelé JOIDES Resolution, n'a techniquement pas foré le manteau, et le trou n'est pas le plus profond jamais foré sous le fond océanique. Au lieu de cela, les chercheurs se sont dirigés vers une « fenêtre tectonique » spéciale dans l'Atlantique Nord, où les foreuses n'ont pas besoin de creuser des tunnels aussi loin pour frapper de la terre. Ici, les roches du manteau ont été poussées près de la surface alors que le fond océanique se désagrège lentement au niveau de la dorsale médio-atlantique voisine.

Le 1er mai, ils ont commencé à forer le trou, connu sous le nom de U1601C. Andrew McCaig, co-scientifique en chef de l'expédition, s'attendait à réaliser une « piqûre d'épingle » peu profonde car le record de forage dans la roche du manteau, établi dans les années 1990, n'était qu'un dixième de mile. Les chercheurs espéraient récupérer suffisamment d’échantillons pour aider à élucider comment les réactions chimiques entre les roches du manteau et l’eau auraient pu donner naissance à la vie sur notre planète. Mais le forage océanique peut être une entreprise incertaine : les foreuses restent bloquées ou les longues carottes de roche récupérées peuvent n’être que des échantillons partiels.

Cette fois, cependant, la foreuse a révélé tube après tube de roche sombre, dont beaucoup étaient étonnamment complets.

«Cela a continué à aller de plus en plus profondément. Ensuite, tous les membres du parti scientifique ont dit : « Hé, c'est ce que nous voulions depuis le début. Depuis 1960, nous voulions creuser un trou aussi profond dans la roche du manteau », a déclaré McCaig, s'exprimant depuis la résolution JOIDES quelques minutes avant qu'une autre longue section de roche sombre ne soit embarquée à bord. Lorsque l'équipe a arrêté le forage le 2 juin, elle avait prélevé des échantillons de roche jusqu'à 4 157 pieds sous le fond marin.

« Nous avons réalisé une ambition qui nourrit la communauté scientifique depuis de nombreuses décennies », a déclaré McCaig.

Les scientifiques à terre surveillent avec impatience l'expédition, anticipant un jackpot de données qui ouvrira une nouvelle fenêtre sur les profondeurs de la Terre et alimentera des années de recherche.

"Nous sommes sur la Lune avec enthousiasme à l'idée de ce qu'ils ont : une incroyable section de roches", a déclaré Andrew Fisher, hydrogéologue à l'Université de Californie à Santa Cruz, qui conseille à un étudiant diplômé qui se trouve à bord du navire et qui a suivi leurs progrès à distance.

En 1909, un sismologue croate nommé Andrija Mohorovičić a découvert une frontière à l'intérieur de la Terre.

Mohorovičić a surveillé la manière dont les ondes sismiques générées par un tremblement de terre se propageaient à travers le sol, de la même manière que l'on utilisait des rayons X pour sonder l'intérieur du corps humain. Plus près de la surface, les ondes sismiques se déplaçaient à une vitesse donnée, mais au-delà d’une certaine zone tout autour du globe, elles se déplaçaient plus rapidement, ce qui suggère que les ondes se déplaçaient à travers deux couches distinctes de roche.

Cette discontinuité, appelée Moho, est désormais reconnue comme la ligne de démarcation entre la croûte terrestre et son manteau. Sa profondeur varie, mais le manteau commence généralement à environ cinq milles sous le fond océanique et à environ 20 milles sous les continents.

"Pensez à la croûte comme à un gâteau magnifiquement glacé, mais ce que vous voulez, c'est le gâteau, pas le glaçage", a déclaré Jessica Warren, professeur de sciences de la Terre à l'Université du Delaware, qui a également suivi le projet. progresser à distance. "Si nous voulons comprendre la Terre dans son ensemble, il y a une énorme quantité de roche en dessous."

Le noyau interne de la Terre semble ralentir sa rotation

Le manteau n’est pas une inconnue totale. Parfois, des éruptions volcaniques en rejettent des morceaux – des morceaux de péridotite verdâtre, le type de roche qui domine le manteau supérieur, incrustés dans la roche basaltique. Mais ces échantillons, appelés xénolithes du manteau, ont leurs limites, car ils sont souvent mâchés et altérés lors de leur voyage à la surface. Il existe également des ophiolites, des feuilles de croûte océanique teintées d'une partie du manteau supérieur qui ont été soulevées et plaquées sur la terre. Mais eux aussi ont été altérés par le voyage.