Pour la première fois, les scientifiques ont la preuve qu'une couche profondément sous la surface de la Terre peut créer des volcans.
La couche, connue sous le nom de zone de transition, se cache dans le manteau terrestre entre 250 et 400 miles (400 à 640 kilomètres) sous la croûte. Cette zone est riche en eau, cristaux et roches fondues.
L'étude a révélé que ces matériaux superhot peuvent s'infiltrer à la surface pour former des volcans.
Les scientifiques savent depuis longtemps que les volcans apparaissent lorsque les plaques tectoniques au sommet du manteau terrestre convergent ou lorsque les panaches du manteau forment des points chauds sur la croûte terrestre, un peu comme les boutons qui éclatent sur le visage d'une personne. Mais jusqu'à présent, les scientifiques ne savaient pas que la zone de transition - une région prise en sandwich entre le manteau supérieur et inférieur - était impliquée, ont déclaré les chercheurs.
"Nous avons trouvé une nouvelle façon de fabriquer des volcans", a déclaré dans un communiqué Esteban Gazel, chercheur principal, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Université Cornell. "C'est la première fois que nous trouvons une indication claire de la zone de transition au plus profond du manteau terrestre que les volcans peuvent se former de cette façon."
Les scientifiques ont fait la découverte en étudiant un carottier de 2 600 pieds de long (790 mètres) qui a été foré aux Bermudes en 1972. Ce noyau est maintenant hébergé à l'Université Dalhousie en Nouvelle-Écosse, où il a été examiné par la co-auteure de l'étude Sarah Mazza, chercheuse en planétologie à l'Université de Münster en Allemagne.
Elle s'attendait à ce que le noyau montre que le volcan qui a fait les Bermudes est né d'un panache du manteau, c'est ainsi que Hawaï s'est formé. Mais en analysant les isotopes de signature du noyau, ou les versions des éléments; teneur en eau; et d'autres composés, elle a trouvé autre chose entièrement.
Il semble que ce point particulier dans la zone de transition - situé profondément en dessous de l'océan Atlantique - a été créé, en partie, par des événements de subduction lors de la formation de la supercontinente Pangaea. Il y a environ 30 millions d'années, une perturbation de la zone de transition, probablement liée à l'écoulement du manteau, a conduit le magma de la zone à déferler vers la surface de la Terre, a découvert Mazza et ses collègues. Ce magma en plein essor, à son tour, a formé le volcan maintenant dormant sous l'océan Atlantique qui a fait les Bermudes.
"J'ai d'abord soupçonné que le passé volcanique des Bermudes était spécial alors que j'échantillonnais le noyau et remarquais les diverses textures et minéralogie préservées dans les différentes coulées de lave", a déclaré Mazza dans le communiqué. "Nous avons rapidement confirmé des enrichissements extrêmes dans les compositions d'oligo-éléments. C'était passionnant de revoir nos premiers résultats ... les mystères des Bermudes ont commencé à se dévoiler."
Énigme fondamentale
En étudiant le noyau, Mazza et ses collègues ont trouvé des signatures géochimiques qui correspondaient à celles de la zone de transition. Ces indices comprenaient des quantités plus élevées d'eau enrobée de cristaux par rapport aux zones de subduction ou aux régions où une plaque tectonique plonge sous une autre, a-t-elle déclaré.
Il y a tellement d'eau dans la zone de transition qu'elle pourrait former au moins trois océans, a déclaré Gazel. Mais plutôt que de maintenir la vie marine comme l'eau au-dessus de la croûte, l'eau dans la zone de transition aide les roches à fondre.
Maintenant que les chercheurs savent que les perturbations dans la zone de transition peuvent conduire à la création de volcans, ils trouveront probablement plus d'exemples de ce phénomène géologique sur Terre, ont déclaré les scientifiques.
"Grâce à ces travaux, nous pouvons démontrer que la zone de transition de la Terre est un réservoir chimique extrême", a déclaré Gazel. "Nous commençons à peine à reconnaître son importance en termes de géodynamique globale et même de volcanisme."
