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Des mystères du manteau inférieur de la Terre

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La Terre est composée d'un coeur métallique et, l'entourant, d'un manteau de silicates. Des géophysiciens du Tokyo Institute of Technology (Japon) ont découvert que le silicate de magnésium, supposé être un constituant majeur du manteau inférieur, subissait une transition de phase à de hautes températures et pressions.

Des mystères du manteau inférieur de la Terre

Cette découverte pourrait aider à comprendre la nature d'une discontinuité sismique située à environ 200 kilomètres au-dessus de la frontière coeur-manteau.

Le manteau terrestre est habituellement divisé en trois parties : le manteau supérieur, qui s'étend à une profondeur d'environ 410 kilomètres en dessous de la surface; la zone de transition, entre 410 et 670 kilomètres; et le manteau inférieur, qui s'étend jusqu'à une profondeur de 2898 kilomètres. Les caractéristiques minéralogiques du manteau supérieur et de la zone de transition sont relativement bien connues. Celles du manteau inférieur demeurent en grande partie un mystère, aucun échantillon de matière en provenance de cette région n'étant disponible.

L'exploration du manteau inférieur est indirecte. Les chercheurs l'étudient grâce à la technique de la tomographie sismique, qui permet de produire des images en 3D des densités et vitesses sismiques. Y ont ainsi été décelés des phénomènes non encore expliqués. Le plus connu d'entre eux est cette discontinuité sismique située à 2700 kilomètres de la surface.

Motohiko Murakami et ses collègues ont analysé, par diffraction des rayons X, à des pressions supérieures à 134 gigapascals et des températures supérieures à 2600 kelvins, le silicate de magnésium artificiellement synthétisé. Dans ces conditions, qui sont celles régnant au niveau de la discontinuité sismique précitée, le silicate de magnésium subit une transition de phase. L'énigme de la discontinuité ainsi que d'autres caractéristiques du manteau inférieur pourraient être expliquées sur cette base.

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