océan-plaques-tectonique-masse-eau
Alors que les plaques tectoniques de la Terre plongent les unes sous les autres, elles entraînent trois fois plus d’eau à l’intérieur de la planète qu’on ne le pensait auparavant.

La Terre avale ses océans

Ce sont les résultats d’un nouvel article publié dans la revue Nature. En utilisant les grondements sismiques naturels de la zone de subduction sujette aux tremblements de terre à la tranchée Marianas, où la plaque du Pacifique glisse sous la plaque des Philippines, les chercheurs ont pu estimer combien d’eau s’incorpore dans les roches qui plongent profondément sous la surface.
Cette découverte a d’importantes ramifications pour comprendre le cycle des eaux profondes de la Terre, a écrit la chercheuse en géologie et géophysique Marine Donna Shillington de L’observatoire de la Terre de Lamont-Doherty à l’Université de Columbia dans un éditorial accompagnant le nouvel article.
L’eau sous la surface de la Terre peut contribuer au développement du magma et peut lubrifier les failles, ce qui rend les tremblements de terre plus probables, a écrit Shillington, qui n’a pas participé à cette nouvelle recherche.

Le cycle de l’eau

L’eau est stockée dans la structure cristalline des minéraux, écrit Shillington. Ce liquide s’incorpore dans la croûte terrestre à la fois lorsque des plaques océaniques flambant neuves et brûlantes se forment et lorsque les mêmes plaques se plient et se fissurent sous leurs voisines. Ce dernier processus, appelé subduction, est le seul moyen qu’à l’eau pour pénétrer profondément dans la croûte et le manteau, mais on sait peu de choses sur la quantité d’eau qui se déplace au cours de ce processus, ont écrit dans ce nouvel article le chef de cette étude Chen Cai de l’Université de Washington à Saint-Louis et ses collègues.
« Avant que nous ne fassions cette étude, chaque chercheur savait que l’eau devait être transportée par la dalle de subduction », a déclaré Cai. « Mais ils ne savent pas combien d’eau. »
Les chercheurs ont utilisé des données recueillies par un réseau de capteurs sismiques positionnés autour de la tranchée Marianas centrale dans l’Ouest de l’océan Pacifique. La partie la plus profonde de la tranchée est à près de 11 kilomètres au-dessous du niveau de la mer. Les capteurs détectent les tremblements de terre et les échos de tremblements de terre qui résonnent à travers la croûte terrestre comme une cloche.
Cai et son équipe ont suivi la vitesse à laquelle ces tremblements de terre ont voyagé: un ralentissement de la vitesse, a-t-il dit, indiquerait des fractures remplies d’eau dans les roches et les minéraux « hydratés » qui enferment l’eau dans leurs cristaux.

Un manque d’eau

Les chercheurs ont observé de tels ralentissements profondément dans la croûte, à environ 30 km sous la surface, explique Cai. En utilisant les vitesses mesurées, ainsi que les températures et les pressions connues qui s’y trouvent, l’équipe a calculé que les zones de subduction tiraient 3 milliards de téragrammes d’eau dans la croûte tous les millions d’années (un téragramme est un milliard de kilogrammes).
L’eau de mer est lourde; un cube de cette eau d’un mètre de long de chaque côté pèserait 1 024 kilogrammes. Mais la quantité retirée par les zones de subduction est époustouflante. C’est trois fois plus d’eau que ce qui avait été estimé précédemment dans les zones de subduction, explique Cai.

Des aspects du cycle de l’eau qui demeurent inconnus

Cela soulève quelques questions: l’eau qui descend doit provenir, habituellement dans le contenu des éruptions volcaniques. La nouvelle estimation de la quantité d’eau qui descend est plus grande que les estimations de la quantité émise par les volcans, ce qui signifie que les scientifiques oublient quelque chose dans leurs estimations, ont déclaré les chercheurs.
Il n’y a pas d’eau manquante dans les océans, explique Cai. Cela signifie que la quantité d’eau entraînée vers le bas dans la croûte et la quantité expulsée devrait être à peu près égale. Le fait que ce ne soit pas le cas, suggère qu’il y a quelque chose au sujet de la façon dont l’eau se déplace à l’intérieur de la terre que les scientifiques ne comprennent pas encore. « De nombreuses autres études devront être axées sur cet aspect », a déclaré Cai.
Source : Live Science