De l’eau en abondance dans le manteau terrestre? // Much water in the Earth’s mantle?

drapeau francaisDes scientifiques de l’Université de l’Alberta (Canada) ont acquis la quasi certitude que l’eau est présente en abondance au plus profond de la croûte terrestre. L’analyse d’un petit fragment de minéral rare qui avait été observé uniquement dans les météorites les a conduits à la conclusion qu’il existe un vaste réservoir d’eau souterrain, avec plus d’eau que dans tous les océans de notre planète.
Avant d’aller plus loin, il faut rappeler que le manteau descend à plus de 2900 kilomètres sous la croûte terrestre, jusqu’au noyau. On le divise en général en deux parties : le manteau supérieur et le manteau inférieur, avec une zone de transition entre ces deux couches, à environ 700 km de profondeur.
Au vu des données sismiques, on pense que le manteau renferme des minéraux avec des caractéristiques semblables à une éponge et qui, de ce fait, retiennent l’eau. Malheureusement, ces minéraux sont beaucoup trop profonds pour pouvoir être atteints avec les équipements de forage dont nous disposons aujourd’hui.
La roche étudiée par les chercheurs canadiens a été remontée à la surface de la Terre par une éruption volcanique, puis récupérée dans une rivière brésilienne en 2009. Après des années d’étude, il a finalement été admis qu’il s’agissait de « ringwoodite » qui se forme avec l’olivine, un minéral très répandu à l’intérieur de la Terre. Entre 410 et 520 km, l’olivine devient de la wadsleyite, puis, entre 520 et 660 km, lorsque la pression augmente, elle devient de la ringwoodite.
Le plus extraordinaire, c’est que l’analyse de la roche a révélé que plus ou moins 1,5 % de son poids était de l’eau qui a été emprisonnée dans la matière minérale au moment de sa formation. Cette eau ne pouvait exister que si elle était abondante dans le manteau terrestre, là où se trouve le minerai actuellement. Le volume total de la zone de transition indique que la concentration de ringwoodite, et donc d’eau, est probablement énorme.
Cependant, un seul échantillon de ringwoodite n’est pas suffisant pour aboutir à des certitudes. Il est nécessaire d’avoir plusieurs de ces échantillons, en sachant que leur profondeur les rend inaccessibles à l’heure actuelle.
Savoir où l’eau est concentrée et en quelle quantité pourrait aider à mieux comprendre la tectonique des plaques. On pense que cette eau est susceptible de «lubrifier » les plaques tectoniques, ce qui faciliterait leurs mouvements et favoriserait les tremblements de terre et les tsunamis. En outre, lorsque l’eau est injectée dans le magma, les éruptions volcaniques deviennent plus violentes.

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drapeau anglaisScientists from the University of Alberta (Canada) have discovered solid evidence to support the idea that water is present in abundance deep within the Earth’s crust. The finding of a small fragment of a rare mineral that had previously only been found in meteorites has led them to the conclusion that there exists a vast reservoir of water underground, with more water than all the oceans of our planet.

Before going any further, we need to remember that the Earth’s mantle lies over 2,900 km beneath the Earth’s crust, as far as the Earth’s core. It is usually divided into two parts: the upper and the lower mantle. There is a transition zone between these two layers, about 700 km deep.

It is believed, after analyzing seismic data, that minerals with sponge-like characteristics exist in the mantle and hold water. Unfortunately, they are too deep to be reached with modern drilling equipment.

The rock studied by the Canadian researchers had been brought to the Earth’s surface by a volcanic eruption and then fished out of a Brazilian riverbed in 2009. After years of study, it was eventually recognized as ‘ringwoodite’ that forms with olivine, a common mineral in the Earth. Between 410 and 520 km, olivine becomes wadsleyite; then, between 520 and 660 km, as the pressure increases, it becomes ringwoodite.

What was remarkable was that on analysis, the rock showed that roughly 1.5 % of its weight was water, which was locked into the mineral at the time of formation. This water could only exist if it were abundant in the Earth’s mantle, where the mineral currently is. The total volume of the transition zone indicates that the proportionate concentration of ringwoodite, and subsequently that of that water, would be huge.

However, only one sample of ringwoodite is too small to be analysed sufficiently by scientists. There is need for more such samples, though their depth would make them impossible to extract.

Knowing where the water is concentrated and to what degree can help in the understanding of plate tectonics. This water is believed to lubricate the plates, making movements easier and facilitating earthquakes and tsunamis. Moreover, when water is infused into magma, it makes the resultant volcanic eruptions more violent.

Olivine-blog

Echantillons d’olivine  (Photo:  C. Grandpey)

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