Comment l’océan souterrain peut affecter la vie sur Terre

Cet article a été initialement discuté sur Magazine Hakaï, une publication en ligne sur la science et la société dans les écosystèmes côtiers. Lisez plus de ces histoires sur hakaimagazine.com.

À l’intérieur de la terre – les premières centaines de kilomètres de la croûte terrestre – se trouve un autre océan. C’est probablement le plus grand océan du monde. Cette eau ne flotte pas dans une grande piscine. Aucun poisson ne noie sa profondeur. En fait, cet océan n’est que de l’eau dans son sens le plus détendu : il est broyé en atomes d’hydrogène et d’oxygène et lié chimiquement à la roche environnante. Ou la plupart l’est.

En France, Denis Andrault et Nathalie Bolfan-Casanova, géologues à l’Université d’Auvergne à Clermont, ont mis au point un nouveau modèle qui montre que cette eau bouge plus qu’on ne le pensait. Lorsque la roche solide du manteau – la couche de la planète entre la croûte terrestre et le noyau – devient saturée d’eau chimiquement dissociée, elle peut devenir une fonte aqueuse. Lorsque cela se produit, il s’infiltre dans la croûte terrestre. Les scientifiques l’appellent la pluie.

Tout comme la circulation de l’eau entre l’atmosphère, les glaciers, les lacs, les rivières, les aquifères et l’océan affecte le niveau de la mer, la quantité de précipitations et la fréquence des sécheresses, il en va de même pour l’échange d’eau entre le manteau et la surface. détermine l’habitabilité de la Terre. Les scientifiques savent déjà qu’en soustrayant les plaques tectoniques, l’eau peut être aspirée dans le manteau et ramenée à la surface comme des éruptions volcaniques, des bouches hydrothermales et la formation d’une nouvelle croûte dans les centres de distribution de l’océan. Lorsque l’eau profonde entre le manteau et la surface est équilibrée, le niveau de la mer sur Terre reste stable. Sinon, notre planète pourrait exister comme n’importe quoi, d’un océan mondial unique à un monde asséché.

Le fait que le niveau de la mer de la Terre a été maintenu a apporté de nombreux avantages à l’habitabilité de la Terre relativement stable depuis des milliards d’années. Cependant, selon des études antérieures sur les ceintures intermédiaires, cela pourrait être très différent. Les estimations basées sur des mécanismes en eau profonde déjà compris suggèrent que près de deux fois plus d’eau est transférée vers la ceinture intermédiaire que rejetée vers la surface.

“A environ 410 kilomètres sous terre se trouve une couche qui retient beaucoup d’eau”, explique Andrault. La perception dominante est que l’eau devrait rester là pour toujours, dit-il. Si tel était le cas, l’eau de surface de la Terre serait lentement enfermée dans le manteau.

Mais voici l’averse.

Dans leur étude, Andrault et Bolfan-Casanova montrent que des pluies intermittentes peuvent suffire à maintenir l’équilibre des circuits profonds.

Pour détecter la pluie intermittente, les chercheurs ont étudié ce qui se passe lorsqu’une dalle de roche et d’eau liée aux pierres s’enfonce plus profondément dans la ceinture intermittente. Ils ont découvert que lorsqu’il descend, la hausse des températures et des pressions fait fondre les roches, libérant de l’eau.

“La fonte, c’est comme du lisier”, dit Andrault. “Imaginez un mélange de grains de sable collés avec de la boue – la boue est une averse.”

Au fur et à mesure que plus de pierres fondent et que plus d’eau est libérée de la pierre, la fonte devient finalement suffisamment légère pour commencer à monter. L’eau se lie aux minéraux au sommet du manteau et abaisse leurs points de fusion, provoquant plus de fusion, ce qui libère plus d’eau – et le cycle continue.

Le modèle de pluie mantellique d’Andrault et de Bolfan-Casanova, explique Yoshinori Miyazaki, spécialiste de la Terre et des planètes au California Institute of Technology qui n’a pas participé à l’étude, “montre qu’il peut y avoir un autre moyen de transporter l’eau vers la surface en plus de l’eau. La propre convection globale du manteau.”

“L’eau n’aime généralement pas être dans la phase rocheuse”, explique Miyazaki. “Il entre joyeusement dans la phase de fusion et s’infiltre.” Andrault dit qu’il faut faire plus pour comprendre dans quelle mesure l’eau s’échappe de cette manière.

Le modèle de pluie du manteau suggère également qu’il y a actuellement une masse océanique dans la partie supérieure du manteau. Andrault dit qu'”avec l’océan à la surface, il assure qu’il y a toujours de l’eau à la surface de la Terre”.

“Nous avons encore beaucoup à apprendre sur le cycle profond”, déclare Miyazaki. “Mais un fait certain est que cela a fonctionné d’une manière étonnante, en maintenant le niveau moyen de la mer sur Terre relativement constant au cours des 500 derniers millions d’années, et probablement plus longtemps, pour maintenir un environnement vivable pour que la vie continue.”

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