L’exploration scientifique de notre planète continue de révéler des merveilles insoupçonnées. La découverte récente d’un immense réservoir d’eau caché sous la surface terrestre en est un exemple spectaculaire. Alors que l’humanité se penche sur l’univers, avec ses trous noirs et ses galaxies lointaines, il est fascinant de constater que la Terre elle-même recèle des mystères tout aussi captivants.
Un Réservoir Inattendu à 400 Kilomètres de Profondeur
À une profondeur impressionnante de 400 kilomètres, un vaste réservoir d’eau a été découvert, emprisonné dans la roche. Ce n’est pas un océan au sens traditionnel, mais de l’eau contenue dans un minéral appelé ringwoodite. Ce minéral agit comme une éponge, absorbant et retenant l’eau dans une structure cristalline unique. Cette découverte remet en question notre compréhension de la manière dont l’eau circule à l’intérieur de la Terre.
La Confirmation par les Ondes Sismiques
Ce phénomène extraordinaire a été confirmé par les travaux de géophysiciens qui ont cartographié cette eau cachée en utilisant les ondes sismiques générées par les tremblements de terre. Les scientifiques ont analysé les ondes sismiques capturées par des sismomètres disséminés sur toute la planète. Ces instruments ont détecté des anomalies dans la manière dont les ondes traversaient certaines zones profondes du manteau, ce qui a conduit les chercheurs à suspecter la présence d’eau.
Le processus de recherche a également impliqué des expériences en laboratoire pour recréer les conditions extrêmes de pression et de température du manteau terrestre. Les chercheurs ont utilisé des échantillons de ringwoodite synthétisée pour démontrer sa capacité à absorber et retenir l’eau, confirmant ainsi les observations sismiques. Pour le vérifier, le minéralogiste s’est servi d’un réseau de 2 000 sismographes aux États-Unis afin d’analyser les ondes sismiques provoquées par plus de 500 tremblements de terre. Puis, en partant du principe que les ondes traversent la Terre, en passant par le noyau, il a étudié leur vitesse de propagation selon le niveau de profondeur dans le but d’en déduire le type de roches qu’elles traversent. Il s’est ainsi aperçu d’un ralentissement qu’il a associé au passage des ondes dans la roche humide. L’expérience indique donc que, potentiellement, une large surface du manteau renfermerait de la ringwoodite.
Réévaluation du Cycle de l'Eau Terrestre
Cette découverte ouvre la voie à une réévaluation du cycle de l’eau terrestre. Jusqu’à présent, les scientifiques se concentraient sur le cycle de l’eau visible, celui des océans, des rivières et des lacs. Cependant, l’existence de cette immense réserve souterraine pourrait indiquer un cycle global de l’eau qui englobe des dimensions bien plus profondes. Selon le chercheur principal Steve Jacobsen, cette eau cachée pourrait expliquer comment tant d’eau a pu se retrouver à la surface de la Terre. Cette perspective de l’eau profondément enfouie enrichit notre compréhension des processus géologiques et climatiques de la planète.
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La Ringwoodite : Une Éponge Minérale au Cœur du Manteau
La ringwoodite, un minéral qu’on ne retrouvait jusqu’alors que dans les météorites, ou par le biais d’expériences en laboratoire, est au cœur de cette découverte. On peut en effet l’obtenir à partir d’olivine, une roche très commune, en la soumettant à des températures et pressions très importantes, à la condition d’exposer l’échantillon a de l’eau. Ce fragment minéral, capable d’absorber des radicaux hydroxyle, en d’autres termes des molécules d’eau fragmentées, en était composé à hauteur de 1,4 % de son poids total.
Autres Sources d'Eau Dissimulées
Outre l’océan caché dans le manteau, d’autres sources d’eau dissimulées existent dans la croûte terrestre. Des eaux minéralisées sont piégées dans la structure cristalline de certains minéraux comme l’olivine et la serpentine. De plus, des aquifères profonds renferment de l’eau ancienne, parfois emprisonnée depuis des millions d’années. Les fractures et les espaces poreux dans les roches permettent à l’eau de s’infiltrer profondément, créant des réserves souterraines. Enfin, l’eau d’origine mantellique, libérée par l’activité volcanique, s’ajoute à ces ressources cachées.
Preuves Supplémentaires : L'Analyse de Diamants Uniques
Les quinze dernières années ont été marquées par la découverte de diamants tout à fait uniques, véritables fenêtres sur les secrets que renferment les entrailles de notre planète. En 2009, au Brésil, l’équipe du Dr. Graham Pearson, directeur de recherche sur l’exploration des diamants à l’Université d’Alberta, a fait une découverte fortuite : un diamant tout à fait singulier. Issu d’une zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur, ce diamant s’est formé sous d’importantes pressions et températures, à une profondeur située entre 410 et 660 km, quand la majorité des diamants prennent forme à environ 150 km sous la surface. Cette pierre, seul exemplaire naturel dont on disposait jusqu’à récemment, présente une inclusion dans laquelle est logé un minéral hydraté : la ringwoodite.
Une récente publication, parue fin 2022 dans la revue Nature, expose la découverte d’une pierre similaire au Botswana dans la mine de Karowe. Une analyse réalisée par les équipes de Tingting Gu, physicienne des minéraux au Gemological Institute of America de New York, apporte une preuve que la partie transitoire du manteau est probablement un réservoir d’eau géant. Retrouver un autre diamant comportant des inclusions de ringwoodite dans une autre zone géographique, qui plus est éloignée, pourrait en effet indiquer que cette caractéristique d’hydratation à ce niveau de profondeur se retrouve partout sur notre planète.
L'analyse a révélé que la pierre contient de nombreuses inclusions de ringwoodite, qui présentent une forte teneur en eau. En outre, la composition chimique de la pierre a pu être déterminée.
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Implications et Questions Ouvertes
Pour Jacobsen et son équipe, cela signifie qu’il y a fort à parier que cette couche rocheuse soit à l’origine de l’eau sur Terre. L’eau serait remontée par l’activité géologique et la Terre régulerait elle-même les niveaux d’eau à sa surface et en souterrain par un système de cycle. De fait, l’hypothèse éclaircirait le pourquoi du comment les océans conservent plus ou moins le même volume et permettrait de mieux comprendre notre planète.
Deux questions majeures demeurent. La première concerne la provenance de cette eau : « l’eau est-elle recyclée lors du processus de subduction au niveau du plateau océanique ou est-elle primordiale, autrement dit, issue des roches qui ont formé la Terre ? » s'interroge le Dr Pearson.
La deuxième question concerne le rôle que ce réservoir pourrait jouer dans le fonctionnement hydrique de notre planète, ainsi que dans sa géologie. « Je pense que cet océan souterrain pourrait être la source d’un cycle d’eau profonde, qui est en fait crucial pour le fonctionnement de notre planète », estime le Dr. Gu. Pour elle, l’eau en profondeur pourrait également jouer un rôle dans la distribution globale de l’eau sur Terre, influencer le volcanisme, le climat, ainsi que les propriétés physiques et chimiques de la roche du manteau terrestre.
L'Idée de Jules Verne et la Réalité Scientifique
Dans le livre fictif de Jules Verne, Voyage au centre de la Terre, datant de 1864, par exemple, il était déjà question d'océans intérieurs. Bien que l'idée de Jules Verne d'un océan à l'intérieur de la Terre soit loin de la réalité. Il n'y aurait pas d'océan à proprement parler dans les profondeurs, mais plutôt une zone de roche hydratée.
Brenker commente : "Dans cette étude, nous avons montré que la zone de transition n'est pas une éponge sèche, mais contient des quantités considérables d'eau. Cela nous rapproche également de l'idée de Jules Verne d'un océan à l'intérieur de la Terre. La différence est qu'il n'y a en fait pas d'océan dans les profondeurs, mais de la roche hydratée", explique le professeur Brenker.
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Le Volume d’Eau : Une Réserve Colossale
Le volume d’eau contenue dans cette réserve présente dans le manteau terrestre serait colossal : jusqu’à trois fois la quantité d’eau de tous les océans de la surface !
Implications Géologiques et Climatiques
Graham Pearson établit quant à lui un lien entre la présence d’eau dans la zone de transition - dont les diamants sont les témoins, et la naissance des tremblements de terre dont le foyer est situé entre 300 et 660 km. « Il se peut qu'ils se forment au cours d’un processus appelé affaiblissement hydrolytique », un processus géologique au cours duquel l’eau provoque un affaiblissement des liaisons intermoléculaires qui composent la roche, pouvant causer l’effondrement de structures rocheuses profondes. Cette zone hydratée pourrait donc jouer un rôle essentiel dans la géologie terrestre, en ayant un effet direct sur l’activité tectonique des plaques.
Vers la Protection des Écosystèmes Souterrains
Une récente étude publiée dans Nature révèle la découverte surprenante de vers géants logés sous la croûte terrestre au fond des océans. Une équipe de chercheurs a fait cette découverte à 2 515 mètres de profondeur au large des côtes de l'Amérique centrale, au niveau de la dorsale est-Pacifique.
Monika Bright, professeure de biologie marine à l'Université de Vienne et co-autrice de l'étude, souligne l'importance de savoir qui vit là et où, afin de pouvoir les protéger de l'exploitation minière en haute mer.
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