Et si l'eau sur Terre provenait d'un gigantesque réservoir souterrain ? C'est en tout cas ce que pense une équipe de chercheurs, après avoir découvert un océan situé à plus de 700 km de profondeur, et contenant près de trois fois le volume d'eau présent sur Terre.
Les scientifiques espèrent d'ailleurs que cela leur permettra de mieux comprendre le cycle de l'eau sur Terre mais aussi comment la tectonique des plaques déplace l'eau entre la surface et ce réservoir.
Un réservoir gigantesque
Ce mystérieux réservoir est en réalité dissimulé au cœur d'une roche bleue, connue sous le nom de ringwoodite, à 700 km de profondeur dans le manteau terrestre, c'est-à-dire la couche de roches brûlantes située entre la surface de la Terre et son noyau.
"C'est une preuve tangible que l'eau sur Terre est venue de l'intérieur", estime Steven Jacobsen, de la Northwestern University dans l'Illinois, et auteur principal de l'étude. Selon lui, cette eau cachée pourrait également servir à maintenir les océans, en restant d'une certaine manière connectée à eux. Cela expliquerait ainsi pourquoi leur taille n'a pratiquement pas changé depuis des millions d'années.
Le parcours des ondes sismiques révèle la présence d'eau
L'équipe de Steven Jacobsen a utilisé pas moins de 2.000 sismographes à travers les États-Unis afin d'étudier les ondes sismiques générées par plus de 500 tremblements de terre. Ces ondes se déplacent à l'intérieur de la Terre, y compris dans le noyau. Toutefois, elles peuvent être largement détectées à la surface. "Après un séisme, les ondes font sonner la Terre comme une cloche pendant plusieurs jours", précise Steven Jacobsen, repris par le New Scientist.
En mesurant la vitesse de ces ondes, en fonction de la profondeur, les chercheurs ont pu déterminer quel type de roches elles traversaient. Le réservoir d'eau s'est ainsi révélé de lui-même, car les ondes ont ralenti lorsqu'elles ont traversé la roche humide.
Cela nous indique que s'il y a des ringwoodites humides similaires dans la zone de transition, nous nous attendons à ce qu'elles produisent un liquide. Et puisque les liquides transforment la façon dont les ondes sismiques se propagent, c'est une cible que je peux viser avec un sismographe.
Résultat, les scientifiques ont rapidement trouvé des signes de ringwoodites dans la zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. À cette profondeur, la pression et la température sont assez élevées pour extraire l'eau des roches. "C'est une couche de roche avec de l'eau le long des arêtes entre les grains, un peu comme si elles transpiraient", détaille le chercheur.
L'équipe de Steven Jacobsen a utilisé pas moins de 2.000 sismographes à travers les États-Unis afin d'étudier les ondes sismiques générées par plus de 500 tremblements de terre. Ces ondes se déplacent à l'intérieur de la Terre, y compris dans le noyau. Toutefois, elles peuvent être largement détectées à la surface. "Après un séisme, les ondes font sonner la Terre comme une cloche pendant plusieurs jours", précise Steven Jacobsen, repris par le New Scientist.
En mesurant la vitesse de ces ondes, en fonction de la profondeur, les chercheurs ont pu déterminer quel type de roches elles traversaient. Le réservoir d'eau s'est ainsi révélé de lui-même, car les ondes ont ralenti lorsqu'elles ont traversé la roche humide.
Cela nous indique que s'il y a des ringwoodites humides similaires dans la zone de transition, nous nous attendons à ce qu'elles produisent un liquide. Et puisque les liquides transforment la façon dont les ondes sismiques se propagent, c'est une cible que je peux viser avec un sismographe.
Résultat, les scientifiques ont rapidement trouvé des signes de ringwoodites dans la zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. À cette profondeur, la pression et la température sont assez élevées pour extraire l'eau des roches. "C'est une couche de roche avec de l'eau le long des arêtes entre les grains, un peu comme si elles transpiraient", détaille le chercheur.
Un réservoir bénéfique
Ces découvertes des deux chercheurs viennent soutenir une étude récente menée par Graham Pearson, de l'Université d'Alberta. Le scientifique avait pu étudier un diamant provenant de la zone de transition et amené jusqu'à la surface grâce à un volcan. Il avait ainsi découvert qu'il contenait des ringwoodites porteuses d'eau. Ses résultats constituaient la première preuve réel qu'un large volume d'eau était dissimulé dans la zone de transition.
Résultat, les scientifiques ont rapidement trouvé des signes de ringwoodites dans la zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. À cette profondeur, la pression et la température sont assez élevées pour extraire l'eau des roches. "C'est une couche de roche avec de l'eau le long des arêtes entre les grains, un peu comme si elles transpiraient", détaille le chercheur.
"Nous devrions nous réjouir de la présence de ce réservoir. S'il n'était pas là, il serait à la surface de la Terre et les sommets des montagnes constitueraient la seule terre visible", explique Steven Jacobsen. "La zone de transition peut contenir beaucoup d'eau, peut-être le même volume que l'ensemble des océans de la planète", affirme Brandon Schmandt.
Cette étude apporte un soutien expérimental au rôle important que joue la zone de transition dans le contrôle du flux d'hydrogène sur Terre
ajoute Graham Pearson. L'équipe de chercheurs espère désormais pouvoir récolter d'autres données sismiques à travers le globe pour déterminer si la fonte du manteau est commune ou non.
Les résultats devraient également aider les scientifiques à comprendre le cycle de l'eau sur Terre. "L'eau de la surface que nous possédons actuellement provient du dégazage de l'eau des roches fondues. Quel volume d'eau est toujours présent à l'intérieur de la Terre par rapport à la surface ?", s'interroge Brandon Schmandt.
