En déclenchant des explosions et en écoutant leurs réverbérations au plus profond de la Terre, les scientifiques ont réalisé l'équivalent d'un tomodensitomètre de la base d'une plaque tectonique. Les résultats montrent que la base a une couche mince et glissante qui peut aider la plaque à se déplacer à travers une couche de roche plus visqueuse en dessous et peut expliquer ce qui motive la tectonique des plaques.
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La théorie de la tectonique des plaques décrit comment les plaques de roche qui composent la coquille rigide de la Terre, la lithosphère, se bousculent pour former des structures telles que des continents, des montagnes et de profondes tranchées océaniques. La théorie explique les aspects clés de la planète, notamment la dérive des continents, les séismes et les volcans. Mais la théorie de la tectonique des plaques n'existe que depuis 50 ans et les scientifiques travaillent encore sur de nombreux détails.
Tim Stern de l'Université Victoria de Nouvelle-Zélande et ses collègues souhaitaient mieux comprendre les risques sismiques dans la région de Wellington en Nouvelle-Zélande. Il y a plusieurs années, l'équipe a mis en place une série de postes d'écoute géologiques le long d'une ligne traversant la Nouvelle-Zélande, où la plaque du Pacifique se plonge sous la plaque australienne ou plonge sous celle-ci. Ils ont foré une série de trous le long de cette ligne, les ont bourrés d’explosifs, les ont recouverts de gravier et ont déclenché les explosions une à une. Les chercheurs ont ensuite utilisé l'équipement d'écoute pour voir comment les ondes sismiques résultantes se déplaçaient à travers la plaque, leur permettant de créer une image de ce qu'ils ne pouvaient pas voir directement.
Ce dessin montre la lithosphère océanique de la plaque du Pacifique se subduisant sous la plaque australienne continentale. L'élargissement à droite montre le canal à la base de la plaque qui permet à la plaque de glisser sans entrave. (Tim Stern) Les chercheurs ont été surpris de constater que leurs données leur permettaient de voir à plus de 100 km sous la surface, une région qui comprend la base de la plaque sous-jacente du Pacifique. À seulement 45 miles d'épaisseur, la plaque était plus mince qu'on ne le pensait, rapporte aujourd'hui l'équipe dans Nature . La région limite entre la plaque et la couche visqueuse située au-dessous, appelée asthénosphère, était également beaucoup plus mince à seulement 3 200 pieds environ. Juste au-dessous, un canal de 6 miles d'épaisseur, contenant peut-être de l'eau ou des roches fondues, lubrifie le mouvement de la plaque, comme le fait la fine couche d'eau fondue sous un jeu de skis aidant le skieur à glisser sur la surface. neige.
Selon Stern, les résultats ont des implications importantes pour déterminer les forces qui agissent sur les plaques tectoniques et le mouvement de celles-ci. Il existe deux théories concurrentes sur ce qui motive le mouvement de la plaque: l'une soutient que la convection dans le manteau profond entraîne la tectonique des plaques. La deuxième théorie dit que les plaques bougent en raison de forces qui tirent et poussent sur les bords où elles subductent sous leurs voisins. Un mince canal glissant, comme celui trouvé dans la nouvelle étude, découplerait la plaque du manteau, dit Stern, rendant moins probable la théorie de la convection.
La recherche pourrait également expliquer un mystère de longue date des îles hawaïennes. La chaîne d'îles a été créée par un point chaud stationnaire où le magma est chassé à la surface. Lorsque la plaque du Pacifique au-dessus du point chaud se déplace, les forces volcaniques créent de nouvelles îles. En quelque sorte, la chaîne a pris un changement de cap de 30 degrés il y a plusieurs millions d'années, note Stern. Les géophysiciens sont inquiets à son tour, mais une étude théorique avait prédit qu'une couche de faible viscosité sous la plaque pourrait expliquer le phénomène - une couche similaire à celle que l'on a trouvée en Nouvelle-Zélande.
