Quelle est la chaleur des intérieurs brûlants de la Terre? Une étouffante 2,570 degrés Fahrenheit (1,410 degrés Celsius), une nouvelle étude révèle.
La découverte révèle que le manteau sous les océans de la Terre — la zone juste en dessous de la croûte qui s’étend jusqu’au noyau liquide interne de la planète — est presque 110 degrés F (60 degrés C) plus chaud que les scientifiques ne le pensaient auparavant, ont déclaré les chercheurs., La découverte aidera les scientifiques à modéliser plus précisément les nombreux processus géodynamiques de la Terre, y compris la tectonique des plaques, ont-ils déclaré.
« Avoir un manteau aussi chaud pourrait signifier que le manteau est moins visqueux (coule plus facilement), ce qui pourrait expliquer comment les plaques tectoniques sont capables de se déplacer au-dessus de l’asthénosphère », la couche supérieure du manteau terrestre, a déclaré Emily Sarafian, chercheuse principale de l’étude, doctorante au Département de géologie et de géophysique d’un programme conjoint dirigé par le Massachusetts Institute of Technology et la Woods Hole Oceanographic Institution.,
L’effet de la température sur l’asthénosphère n’est pas très différent de celui des températures chaudes sur le miel, a-t-elle déclaré.
« Si vous mettez du miel au réfrigérateur pendant une heure, il coulera à peine lorsque vous le sortirez », a déclaré Sarafian dans un e-mail à Live Science. « Si, au lieu de cela, vous mettez du miel sur la cuisinière, il coulera très facilement, car il fait plus chaud. »
Manteau mystère
Il ya de nombreux indices que le manteau sous les océans de la Terre est brûlant. Par exemple, il génère la lave qui éclate des volcans sous-marins., Cependant, pour des raisons évidentes, les scientifiques ne peuvent pas se rendre dans le manteau et mesurer directement la température à laquelle il fond.
Au lieu de cela, les scientifiques créent des roches du manteau dans les laboratoires en combinant des poudres de blocs de construction minéraux, a déclaré Sarafian.
« Une fois qu’ils ont une roche mantellique synthétique, ils soumettent ensuite la roche aux pressions et aux températures du manteau pour déterminer la température à laquelle la roche fond à une pression donnée », a-t-elle déclaré., En augmentant la température à de petits intervalles et à différentes pressions, les scientifiques peuvent noter exactement quand leur roche mantellique synthétique fond — une condition connue sous le nom de solidus mantellique.
Mais il y a un problème majeur avec cette expérience: l’eau.
Manteau roches contiennent une petite quantité d’eau, mais il est incroyablement difficile de s’assurer que la bonne quantité d’eau est dans ces échantillons de laboratoire, sarafian attachée dit. De plus, l’atmosphère contient de l’eau, « donc vos expériences adsorbent une quantité inconnue d’eau, et elles ne sont pas complètement sèches », a-t-elle déclaré.,
Les scientifiques sont conscients de ce problème, « mais ils n’ont jamais été en mesure de quantifier la quantité d’eau dans leurs expériences parce que les grains minéraux qui poussent lors d’un essai expérimental à des pressions et des températures du manteau sont beaucoup trop petits pour être mesurés avec les techniques analytiques actuelles », a déclaré Sarafian.
Naturellement, les scientifiques doivent tenir compte de l’eau dans ces expériences, car l’eau dans les roches peut abaisser la température de fusion des roches. Dans le passé, les chercheurs ont choisi de faire leurs expériences sur de la roche synthétique sèche, puis d’ajouter mathématiquement de l’eau à l’équation, a-t-elle déclaré.,
Mais, comme Sarafian et ses collègues l’ont découvert plus tard, à cause de l’eau dans l’atmosphère, ces expériences « sèches » n’étaient pas réellement sèches; elles contenaient plutôt à peu près la même quantité d’eau que dans le manteau, a-t-elle déclaré. Ainsi, corriger les résultats en ajoutant mathématiquement de l’eau était inutile et rendait les résultats inexacts.
Olivine à la rescousse
Un minéral appelé olivine a aidé Sarafian et ses collègues à résoudre le puzzle d’une autre manière., Les grains d’olivine ont à peu près la taille du sable fin et sont suffisamment grands pour que les chercheurs puissent mesurer avec précision l’eau contenue dans les grains. En outre, l’olivine est un bon candidat car elle se produit naturellement dans le manteau, a déclaré Sarafian.
« Nous avons effectué des expériences de fusion de la même manière que les scientifiques précédents, en mettant une roche synthétique à haute pression et à haute température, mais en ajoutant ces grains à nos expériences, nous nous donnions une cible suffisamment grande pour analyser la teneur en eau », a-t-elle déclaré.,
Idéalement, l’échantillon a fini par avoir la même quantité d’eau que le manteau n’, sarafian attachée dit. Cela signifiait qu’ils n’ont pas à utiliser des équations pour corriger leurs données, dit-elle.
Leurs résultats suggèrent que le manteau de fond quand il est relativement proche de la surface de la Terre. Cela va à l’encontre d’une autre découverte récente, qui a montré que le manteau fond en fait profondément sous la surface de la Terre.
« Cela devait signifier que l’estimation acceptée de la température du manteau était trop basse, et en fait, le manteau est 60 C (environ 110 F) plus chaud », a déclaré Sarafian., « C’est une très importante sauter! »
La découverte est » une correction appréciable » pour la température du manteau sous l’océan, Paul Asimow, professeur de géologie et de géochimie au California Institute of Technology qui n’a pas participé à l’étude, a écrit dans un commentaire d’accompagnement dans la revue Science.
La découverte « changera les interprétations des observations géophysiques de l’asthénosphère dans le monde entier », a écrit Asimow.