Des zones mystérieuses du manteau terrestre ralentissent les ondes sismiques

• Les scientifiques savent que les ondes sismiques ralentissent lorsqu’elles traversent des zones de très faible vitesse, ou ULVZ, mais ils savent seulement qu’elles existent autour des points chauds qui créent des chaînes d’îles volcaniques.

• Une nouvelle étude suggère désormais que les ULVZ proches de la limite noyau-manteau (CMB) pourraient être responsables des ondes précurseurs d’un chemin sismique particulier appelé ondes PKP.

• L’hypothèse est que ces ULVZ dispersent les ondes sismiques, ce qui a permis aux ondes diffusées d’arriver avant l’onde primaire.

Comprendre l’intérieur de la planète est une affaire délicate, mais l’une des principales méthodes pour sonder la croûte terrestre, manteauet cœur consiste à mesurer les ondes sismiques lorsqu’elles se déplacent à travers ces planètes couchesCe que les scientifiques ont découvert au fil des décennies, c’est que la Terre est une boule bouillonnante de complexité interne, et l’une des formations terrestres profondes les plus déroutantes sont des zones connues sous le nom de « zones à très faible vitesse », ULVZ.

Comme leur nom l’indique, les ULVZ ralentissent les ondes sismiques, et les scientifiques connaissent ces zones étranges qui ont tendance à traîner autour des points chauds, qui sont des régions où le manteau s’infiltre à travers la croûte et forme des chaînes volcaniques, comme à Hawaï. Une nouvelle étude publiée dans la revue Les progrès de l’AGU examine comment les ULVZ situées à proximité de la limite noyau-manteau (CMB) ralentissent les ondes sismiques de 50 % et pourraient aider à expliquer un mystère des profondeurs de la Terre qui intrigue les scientifiques depuis des décennies, appelé ondes PKP.

Michael Thorne, de l’Université de l’Utah, auteur principal de la nouvelle étude, a commencé cette étude sans penser du tout aux ULVZ. Au lieu de cela, il voulait comprendre pourquoi les ondes PKP sont précédées d’une onde précurseur. Tout d’abord, une brève explication. Il y a en fait, il existe de nombreux types de phases de noyau sismique qui traversent un trajet de rayons spécifique. Par exemple, les ondes PcP commencent comme une onde primaire (onde P) et se dévient au niveau du CMB et reviennent sous forme d’onde P.

D’autres phases incluent des acronymes tels que PcS, PKIKP, PKJKP et bien d’autres pour décrire le chemin spécifique qu’une onde peut prendre. L’acronyme PKP, qui représente le type d’ondes qui était au cœur de cette étude, décrit une onde P qui traverse le manteau, le noyau externe et le manteau de nouveau de l’autre côté (lorsque les ondes P sont dans le noyau externe, elles sont étiquetées « K », d’où PKP).

En laissant de côté toute cette soupe d’alphabet, les scientifiques ont remarqué depuis des décennies que ces flots ont une qualité étrange car les signaux précurseurs arriveraient avant l’onde P principale, suggérant que la flots Les ondes sismiques étaient dispersées, mais les scientifiques ne savaient pas exactement par quoi. En utilisant une méthode de réseau sismique, des observations issues de simulations de tremblements de terre théoriques et des données de 58 tremblements de terre survenus en Nouvelle-Guinée et enregistrés en Amérique du Nord, Thorne et son équipe ont pu déterminer qu’il devait y avoir des ULVZ se produisant le long du sommet du CMB.

« Ce que nous avons maintenant découvert, c’est que ces zones de vitesse ultra-faible n’existent pas seulement sous les points chauds », a déclaré Thorne. a déclaré dans un communiqué de presse« Ils sont répartis sur toute la limite entre le noyau et le manteau sous l’Amérique du Nord. Comme nous les observons près de la subduction, nous pensons que les basaltes des dorsales médio-océaniques sont en train de fondre, et c’est ainsi qu’ils se forment. Et ensuite, la dynamique pousse ces choses partout sur Terre, et finalement elles vont s’accumuler sous les points chauds. »

La découverte des secrets des ULVZ pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre la formation des points chauds ainsi que la dynamique du manteau terrestre. Maintenant que les scientifiques savent qu’ils existent autour du CMB, il reste aux études futures de comprendre comment leur existence pourrait avoir un impact sur les processus géologiques de la Terre.

« Ce sont quelques-unes des caractéristiques les plus extrêmes jamais découvertes sur la planète », a déclaré Thorne dans un communiqué de presse. « Nous ne savons vraiment pas de quoi il s’agit. »

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