Quelle distribution de température dans le manteau terrestre ?

Publié par Redbran le 10/11/2021 à 13:00
Source: CNRS INSU
Des informations sur la distribution de la température à l'échelle globale dans le manteau terrestre peuvent être obtenues à partir de l'enregistrement d'ondes sismiques échantillonnant le manteau terrestre entre des sources sismiques et des récepteurs répartis à l'échelle mondiale. L'interprétation des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sismiques en terme de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un...) est difficile, car cela nécessite de comparer les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) avec les propriétés élastiques à haute pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) et température (p, T) et de séparer les effets de la température de ceux de la composition. De plus, différents jeux de données sismiques ont leur propre sensibilité spatiale, couverture et incertitudes qui doivent être incorporées pour éviter les biais d'interprétation.


La distribution de la température à l'échelle globale dans le manteau terrestre© LGL-TPE

Dans une étude co-dirigée par un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) du Laboratoire de Géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) (LGL-TPE) de Lyon et plusieurs chercheurs d'universités australiennes, européennes et américaines, de nouvelles contraintes globales ont été obtenues pour une région de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) située entre 410 et 660 km de profondeur dans la zone transition du manteau. En utilisant de nouvelles techniques d'exploration de données (L’exploration de données (terme recommandé en France par la DGLFLF, et au Canada...), la modélisation de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des minéraux, et l'analyse conjointe de données sensibles à la fois aux vitesses de compression et de cisaillement dans la Terre, un modèle thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) global a été obtenu. L'étude révèle de très petites régions de température dépassant 2100 K à 660 km de profondeur. Ces températures conduisent à une transition de phase (En physique, une transition de phase est une transformation du système étudié...) minéralogique dans la composante en grenat (Grenat désigne une famille de minéraux du groupe des nésosilicates cristallisant...) du manteau.

Les chercheurs montrent que ces minéraux sont à l'origine de faibles réflexions d'ondes P sous la transition de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) minéralogique à 660 km de profondeur observée dans les enregistrements longue période de séismes lointains. Enfin, en menant une analyse statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon....) sur la visibilité (En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de...) de la réflexion d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) P, les chercheurs constatent qu'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) non équilibré de deux roches chimiquement distinctes subductées formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) la lithosphère (La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est la partie superficielle...), le basalte (Le basalte est une roche volcanique issue d'un magma refroidi rapidement au contact de l'eau ou de...) et la harzburgite, fournit une meilleure description de la composition du manteau silicaté qu'un manteau bien mélangé et chimiquement homogène.

En savoir plus:
Cette étude est publiée dans la revue Nature Geoscience. Il a été subventionnée par une bourse MSCA Global Individual Fellowship de la Commission Européenne - projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) NoLimit; grant agreement 793824.
Waszek, L., Tauzin, B., Schmerr, N.C., Ballmer M.D. and Afonso J.C. A poorly mixed mantle transition zone and its thermal state inferred from seismic waves.

Contact:
Benoît Tauzin - Laboratoire de Géologie de Lyon (LGL-TPE) - benoit.tauzin at anu.edu.au
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