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Une nouvelle étude suggère que l’activité tectonique de la Terre a une source invisible

Crédits : ANDRZEJ WOJCICKI/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty

La Terre est loin d’être une masse de roche solide. La couche externe de notre planète – appelée lithosphère – est constituée de plus de 20 plaques tectoniques. Lorsque ces plaques gargantuesques glissent sur la surface de la planète, nous observons le déplacement des continents et leurs interactions, notamment le relief des chaînes de montagnes entières et des fosses océaniques.

Pour autant, les raisons qui poussent ces gigantesques plaques de roche à se déplacer font toujours l’objet d’un débat.

Parmi les nombreuses hypothèses avancées au cours des siècles, les courants de convection générés par le noyau chaud de la planète ont été évoqués comme une explication, mais on peut douter que cet effet produise suffisamment d’énergie.

Une étude publiée récemment se tourne vers le ciel pour trouver une explication. Notant que la force plutôt que la chaleur est le plus souvent utilisée pour déplacer de grands objets, les auteurs suggèrent que l’interaction des forces gravitationnelles du Soleil, de la Lune et de la Terre pourrait être responsable du mouvement des plaques tectoniques de la Terre.

La clé de l’hypothèse est le barycentre – le centre de masse d’un système de corps en orbite, dans ce cas celui de la Terre et de la Lune. Il s’agit du point autour duquel tourne réellement notre Lune, et il ne se trouve pas directement au centre de masse de notre planète, que nous appelons le géocentre.

Au lieu de cela, l’emplacement du barycentre sur la Terre change au cours du mois de 600 kilomètre, car l’orbite de la Lune autour de la Terre est elliptique en raison de l’attraction gravitationnelle du Soleil.

« Étant donné que le barycentre oscillant se trouve à environ 4 600 kilomètres du géocentre, l’accélération orbitale tangentielle de la Terre et l’attraction solaire sont déséquilibrées, sauf au niveau du barycentre », explique la géophysicienne Anne Hofmeister, de l’université Washington de Saint-Louis.

« Les couches intérieures chaudes, épaisses et solides de la planète peuvent résister à ces contraintes, mais sa lithosphère mince, froide et fragile réagit en se fracturant. »

D’autres contraintes sont ajoutées lorsque la Terre tourne sur son axe, s’aplatissant légèrement par rapport à une forme sphérique parfaite – et ces trois contraintes provenant de la Lune, du Soleil et de la Terre elle-même se combinent pour provoquer le déplacement et la fissuration des plaques tectoniques.

« Les différences dans l’alignement et l’ampleur de la force centrifuge accompagnant l’attraction solaire lorsque la Terre ondule sur son orbite complexe autour du Soleil superposent des forces hautement asymétriques et variables dans le temps sur la Terre, qui est déjà soumise à des contraintes de rotation », écrivent les chercheurs.

Selon les chercheurs, ce qui se passe sous la surface, c’est que la lithosphère solide et le manteau supérieur solide tournent à des vitesses différentes en raison de ces contraintes et de ces déformations, tout cela étant dû à notre configuration particulière Terre-Lune-Soleil.

« La taille unique de notre Lune et la distance particulière qui la sépare du Soleil sont essentielles », déclare Hofmeister.

Sans la Lune, et les décalages qu’elle provoque entre le barycentre et le géocentre, nous ne verrions pas l’activité des plaques tectoniques que nous observons à la surface de la Terre, affirment les chercheurs. L’attraction gravitationnelle du Soleil sur la Lune étant 2,2 fois supérieure à celle de la Terre, la Lune s’éloignera de notre planète au cours du prochain milliard d’années.

Cela dit, les forces gravitationnelles en jeu ont encore besoin de l’intérieur chaud de la Terre pour que tout cela fonctionne, affirment les chercheurs.

« Nous proposons que la tectonique des plaques résulte de deux processus gravitationnels différents, mais en interaction », écrivent-ils. « Nous soulignons que la chaleur intérieure de la Terre est essentielle pour créer la couche limite thermique et physique connue sous le nom de lithosphère, sa fonte basale et la zone de basse vitesse sous-jacente. »

Pour valider davantage l’hypothèse exposée dans leur étude, les chercheurs appliquent leur analyse à plusieurs planètes et lunes rocheuses du système solaire, dont aucune n’a connu d’activité tectonique confirmée à ce jour.

Leur comparaison entre la Terre et les autres grands corps célestes du système solaire révèle une explication potentielle de la raison pour laquelle nous n’avons pas détecté d’activité tectonique sur aucune des principales lunes ou planètes rocheuses jusqu’à présent. La plus proche de la Terre dans tous les paramètres nécessaires est toutefois Pluton.

« L’un des tests consisterait à examiner en détail la tectonique de Pluton, qui est trop petite et trop froide pour subir une convection, mais qui possède une lune géante et une surface étonnamment jeune », explique M. Hofmeister.

Ces recherches ont été publiées dans la revue GSA Special Papers.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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