Des scientifiques ont proposé un nouveau modèle pour deux structures massives profondément à l'intérieur de la Terre, suggérant qu'elles se sont formées à partir de matériau du noyau qui s'est infiltré dans le manteau il y a des milliards d'années. Ce processus a peut-être influencé l'habitabilité de la Terre en empêchant une forte stratification chimique après sa phase ancienne d'océan de magma. Les résultats, publiés dans Nature Geoscience, lient ces caractéristiques à l'évolution unique de la planète par rapport à Vénus et Mars.
Pendant des décennies, les chercheurs ont été perplexes face à deux caractéristiques énormes enfouies à près de 1 800 miles sous la surface de la Terre : les provinces de faible vitesse de cisaillement (LLSVPs) et les zones de vitesse ultra-faible (ULVZs). Les LLSVPs sont de vastes masses de roche chaude et dense, l'une située sous l'Afrique et l'autre sous l'océan Pacifique. Les ULVZs forment des couches minces et partiellement fondues qui s'accrochent au noyau dans des formations irrégulières. Les deux ralentissent significativement les ondes sismiques, indiquant des compositions inhabituelles distinctes du manteau environnant.
Une étude menée par Yoshinori Miyazaki, professeur adjoint à l'Université Rutgers, offre une explication nouvelle. Publiée dans Nature Geoscience en 2025, la recherche intègre des données sismiques, la physique des minéraux et des simulations géodynamiques. Elle postule que la Terre, autrefois couverte d'un océan de magma global, n'a pas développé les couches chimiques attendues en refroidissant. Au lieu de cela, des éléments comme le silicium et le magnésium se sont lentement infiltrés du noyau vers le manteau sur des milliards d'années, mélangeant les matériaux et perturbant la stratification.
"Ce ne sont pas des bizarreries aléatoires", a déclaré Miyazaki. "Ce sont des empreintes digitales de l'histoire la plus ancienne de la Terre. Si nous pouvons comprendre pourquoi elles existent, nous pouvons comprendre comment notre planète s'est formée et pourquoi elle est devenue habitable."
Le modèle interprète les LLSVPs et ULVZs comme des vestiges d'un océan de magma basal altéré par cette infiltration du noyau. "Ce que nous avons proposé est qu'il pourrait provenir de matériau s'infiltrant du noyau", a expliqué Miyazaki. "Si vous ajoutez le composant du noyau, cela pourrait expliquer ce que nous voyons maintenant."
Ces processus profonds ont probablement façonné la libération de chaleur de la Terre, le volcanisme et le développement atmosphérique, contribuant à ses océans et à sa vie. En comparaison, Vénus a une atmosphère 100 fois plus épaisse que celle de la Terre, principalement du dioxyde de carbone, tandis que Mars en a une fine. "La Terre a de l'eau, de la vie et une atmosphère relativement stable", a noté Miyazaki. "Nous ne comprenons pas complètement pourquoi. Mais ce qui se passe à l'intérieur d'une planète... pourrait être une grande partie de la réponse."
Les structures pourraient également alimenter le volcanisme de surface dans des points chauds comme Hawaï et l'Islande. La co-auteure Jie Deng de l'Université Princeton a souligné l'approche interdisciplinaire de l'étude : "Ce travail est un excellent exemple de la façon dont la combinaison de la science planétaire, de la géodynamique et de la physique des minéraux peut nous aider à résoudre certains des plus anciens mystères de la Terre."
Miyazaki a conclu : "Même avec très peu d'indices, nous commençons à construire une histoire qui a du sens. Cette étude nous donne un peu plus de certitude sur la façon dont la Terre a évolué et pourquoi elle est si spéciale."