Des scientifiques ont découvert un « trou de gravité » dans l'océan Indien, où la gravité terrestre est à son plus bas, ce qui rend tout là-bas plus léger que la normale.
Cette anomalie a longtemps intrigué les géologues. Des chercheurs de l'Institut indien des sciences de Bengaluru, en Inde, ont désormais trouvé une explication à la formation de ce trou : du magma en fusion formé au plus profond de la planète a été perturbé par la subduction des plaques d'une ancienne plaque tectonique.
Pour formuler cette hypothèse, l'équipe a simulé par ordinateur la formation de la région il y a 140 millions d'années. Les résultats, détaillés dans une étude récemment publiée dans la revue Geophysical Research Letters , portent sur un ancien océan aujourd'hui disparu.
Selon une nouvelle étude, le niveau de la mer a baissé de plus de 100 mètres dans un « trou de gravité » découvert en 1948. (Photo : ESA)
On imagine souvent la Terre comme une sphère parfaite, mais la réalité est bien différente. Ni la Terre ni son champ gravitationnel ne sont des sphères parfaites. La gravité étant proportionnelle à la masse, la forme du champ gravitationnel de la planète dépend de la répartition de la masse en son sein.
« La Terre est en fait une pomme de terre bosselée », a déclaré Attreyee Ghosh, co-auteur de l'étude, géophysicien et professeur associé au Centre des sciences de la Terre de l'Institut indien des sciences. « Techniquement, ce n'est donc pas une sphère, mais une ellipse, car lorsque la planète tourne, son centre se bombe vers l'extérieur. »
Notre planète ne présente pas une densité et des propriétés uniformes, certaines zones étant plus épaisses que d'autres, ce qui affecte considérablement la surface terrestre et les différentes forces gravitationnelles exercées sur ces points. Imaginez que la surface terrestre soit entièrement recouverte par un océan calme : les variations du champ gravitationnel de la planète pourraient créer des bosses et des vallées dans cet océan imaginaire.
En conséquence, il y aura des zones de masse plus importante et des zones de masse plus faible. La forme résultante – appelée géoïde – semble être formée de petits morceaux irréguliers, semblables à de la pâte.
Le point le plus bas du géoïde terrestre est une dépression circulaire dans l'océan Indien, à 105 m sous le niveau moyen de la mer. C'est le « trou de gravité » de la Terre.
Le point de départ du « trou gravitationnel » dans l'océan Indien se situe juste au large de la pointe sud de l'Inde et couvre une superficie d'environ 3 millions de kilomètres carrés. L'existence de ce trou a été découverte pour la première fois par le géophysicien néerlandais Felix Andries Vening Meinesz en 1948, lors d'une étude gravimétrique effectuée à bord d'un navire.
« C'est le point le plus bas du géoïde terrestre à ce jour et il n'a pas été correctement expliqué », a déclaré Mme Ghosh.
Pour le savoir, Ghosh et ses collègues ont utilisé un modèle informatique pour simuler la région telle qu'elle était il y a 140 millions d'années afin d'obtenir une image complète de la géologie. À partir de ce point de départ, l'équipe a réalisé 19 simulations jusqu'à aujourd'hui, recréant le mouvement des plaques tectoniques et les changements du manteau au cours des 140 derniers millions d'années.
Pour chaque simulation, l'équipe a fait varier les paramètres influençant la formation des panaches de magma sous le manteau de l'océan Indien. Elle a ensuite comparé les formes du géoïde obtenues à partir des différentes simulations avec le géoïde réel de la Terre, obtenu à partir d'observations satellitaires.
Six des 19 scénarios présentés ont conclu à la formation d'une dépression du géoïde de forme et d'amplitude similaires à celles de l'océan Indien. Dans chacune de ces simulations, la dépression du géoïde de l'océan Indien était entourée de magma chaud et de faible densité.
Le panache de magma, combiné aux structures du manteau environnant, peut expliquer la forme et la faible amplitude du géoïde, qui est également la cause du « trou de gravité », a expliqué Ghosh.
Des simulations ont été réalisées avec différents paramètres de densité magmatique. Il est à noter que dans les simulations sans panaches générés par le panache magmatique, la dépression du géoïde ne s'est pas formée.
Les panaches eux-mêmes proviennent de la disparition d'un ancien océan lorsque l'océan Indien a dérivé et est finalement entré en collision avec l'Asie il y a des dizaines de millions d'années, a déclaré Mme Ghosh.
« Il y a 140 millions d'années, l'océan Indien était dans une position complètement différente. Un océan se trouvait alors entre l'océan Indien et les plaques tectoniques asiatiques. L'océan Indien a alors commencé à se déplacer vers le nord, provoquant sa disparition et comblant ainsi l'écart entre l'océan Indien et l'Asie », a expliqué Ghosh.
Lorsque la plaque indienne s'est détachée du supercontinent Gondwana pour entrer en collision avec la plaque eurasienne, la plaque Téthys qui formait l'océan entre les plaques ci-dessus a été subduite dans le manteau.
Pendant des dizaines de millions d'années, les veines de la plaque Téthys se sont enfoncées dans le manteau, remuant un bassin de magma chaud sous l'Afrique de l'Est. Ceci a ensuite alimenté la formation de panaches, créant des panaches de magma qui ont rapproché de la surface terrestre des matériaux de faible densité.
Cependant, Himangshu Paul, expert à l'Institut national de recherche géophysique en Inde, note qu'il n'existe aucune preuve sismique claire que les panaches de magma simulés soient réellement présents sous l'océan Indien.
D'autres facteurs inexplorés expliquent le géoïde bas, explique-t-il, comme l'emplacement exact des anciennes dorsales de la Téthys. « Il est impossible de reproduire exactement ce qui se passe naturellement dans les simulations », précise-t-il.
De nouveaux modèles montrent que le géoïde bas a plus à voir avec le panache de magma et les réservoirs qui l'entourent qu'avec une structure sous-jacente spécifique, explique Bernhard Steinberger du Centre de recherche allemand pour les géosciences.
Phuong Thao (Source : CNN)
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