Sous la Sierra Nevada en Californie, des scientifiques ont observé un phénomène rare qui éclaire la dynamique de la croûte terrestre.
Les roches de la lithosphère, plus denses que le manteau sous-jacent, peuvent s'enfoncer dans ce dernier, un processus appelé délamination. Cette théorie, longtemps débattue, trouve une confirmation grâce à des recherches menées sous la Sierra Nevada en Californie.
Vue depuis la station spatiale internationale (ISS) montrant les montagnes de la Sierra Nevada (Californie) formées par délaminage de la croûte terrestre à leur aplomb. Image NASA
Vera Schulte-Pelkum et Deborah Kilb ont utilisé des ondes sismiques pour étudier la croûte inférieure et le manteau supérieur sous la Sierra Nevada. Leur analyse révèle une bande de sismicité à des profondeurs inhabituelles, indiquant un processus de délamination en cours.
Les données sismiques montrent une couche distincte dans le manteau, moins prononcée au nord. Cela corrobore l'hypothèse qu'une partie de la lithosphère sous la Sierra sud a coulé il y a des millions d'années, un phénomène qui pourrait se propager vers le nord.
La présence de séismes profonds dans la Sierra centrale s'explique par la capacité de la lithosphère continentale froide à se fracturer. Ces découvertes s'alignent avec des études précédentes sur la structure de la croûte terrestre dans cette région.
Cette recherche apporte des preuves tangibles d'un processus géologique majeur, offrant de nouvelles perspectives sur la formation et l'évolution des continents. La Sierra Nevada se révèle être un laboratoire naturel pour étudier ces phénomènes.
Les scientifiques estiment que la délamination sous la Sierra Nevada dure depuis au moins 3 millions d'années. Cette étude souligne l'importance de comprendre les mécanismes internes de notre planète pour mieux appréhender son histoire géologique.
Qu'est-ce que la délamination lithosphérique ?
La délamination lithosphérique est un processus géologique où une partie de la lithosphère, la couche rigide externe de la Terre, se détache et s'enfonce dans le manteau sous-jacent. Ce phénomène se produit lorsque la lithosphère devient plus dense que le manteau, souvent en raison de processus de refroidissement ou de composition chimique.
Ce processus joue un rôle crucial dans la formation et l'évolution des continents. Il permet de recycler les matériaux de la croûte terrestre dans le manteau, influençant ainsi la tectonique des plaques et la formation des montagnes.
La délamination peut également expliquer certains types de séismes profonds, comme ceux observés sous la Sierra Nevada. Ces séismes sont le résultat de la fracturation de la lithosphère froide et rigide, plutôt que de la déformation plastique typique des matériaux chauds.
Comprendre ce processus aide les scientifiques à mieux interpréter les données sismiques et à reconstituer l'histoire géologique des régions affectées. Cela ouvre de nouvelles perspectives sur la dynamique interne de notre planète.
Comment les ondes sismiques révèlent-elles la structure de la Terre ?
Les ondes sismiques, générées par des tremblements de terre ou des explosions, traversent la Terre et sont modifiées par les différentes couches qu'elles rencontrent. Ces modifications permettent aux scientifiques de déduire la composition et la structure des couches internes de la Terre.
La technique de la fonction récepteur, utilisée dans cette étude, analyse comment les ondes sismiques changent en traversant les limites entre différentes couches géologiques. Cela permet de cartographier avec précision les interfaces entre la croûte et le manteau.
En étudiant les variations dans les données sismiques, les chercheurs peuvent identifier des structures géologiques spécifiques, comme des couches de lithosphère en train de couler dans le manteau. Cette méthode est essentielle pour comprendre les processus géodynamiques complexes.
Les avancées dans l'analyse des données sismiques, combinées à des catalogues complets de tremblements de terre comme ComCat, offrent une fenêtre unique sur les processus internes de la Terre. Cela permet de mieux comprendre les mécanismes de formation des continents et des montagnes.