Une zone sous l’Antarctique présente la gravité la plus faible de la Terre — et elle évolue, selon des scientifiques

Un déficit de gravité aux origines préhistoriques

La Terre recèle des phénomènes souterrains d’une grande complexité, dont une anomalie spécifique qui concentre l’attention des géophysiciens. Voici les éléments clés révélés par les recherches récentes :

• Le « trou de gravité », une région sous l’Antarctique où la gravité est inhabituellement faible, a commencé à se former il y a au moins 70 millions d’années.
• Les chercheurs ont utilisé des données sur les tremblements de terre pour reconstruire une carte gravitationnelle de la Terre telle qu’elle était à la fin du Crétacé, donnant un aperçu de ce phénomène.
• La progression des processus sismiques révélée par les cartes a montré que le trou de gravité a été causé par la convection dans le manteau.

La gravité terrestre nous maintient fermement ancrés sur la terre ferme. Cette force se révèle omniprésente et inéluctable, bien qu’elle soit par nature inconstante. Personne ne risque de flotter comme un astronaute ou d’être écrasé par un trou noir sur notre planète. La Terre présente néanmoins des anomalies gravitationnelles significatives. La plus vaste d’entre elles est également la plus mystérieuse.

Parmi les quatre forces universelles que sont la gravité, l’électromagnétisme, ainsi que les forces nucléaires forte et faible, la gravité s’avère en réalité la plus faible. Chaque objet doté d’une masse exerce une attraction sur un autre objet ayant une masse, et chaque fraction de cette masse interagit avec toutes les autres parties. La gravité varie à travers le globe en fonction des fluctuations de masse liées aux caractéristiques de surface, comme le flux d’eau en constant changement, et aux caractéristiques souterraines, telles que le suintement du magma. Ces évolutions souterraines magmatiques conservent une influence aujourd’hui, mais elles ont eu un impact encore plus massif il y a des millions d’années.

L’impact des dinosaures aux bouleversements tectoniques

Peu avant la chute de l’astéroïde qui a anéanti les dinosaures non aviens il y a 65 millions d’années, les plaques tectoniques ont glissé sous la région qui correspond aujourd’hui à l’Antarctique oriental. Ce mouvement massif a abaissé la densité des matériaux situés entre le manteau et le noyau terrestre dans cette zone. Environ 30 millions d’années plus tard, la montée du manteau a réduit la densité des couches géologiques de cette région de manière encore plus prononcée. En conséquence de ces bouleversements, la gravité en Antarctique oriental est aujourd’hui mesurablement plus faible que partout ailleurs sur la planète.

Ce déficit gravitationnel singulier peut sembler contre-intuitif. En principe, la force de gravité dans une zone donnée dépend de la quantité de masse située entre la surface de la Terre et le cœur de la planète. L’Antarctique oriental affiche une altitude moyenne d’un peu moins de 10 000 pieds, ce qui en fait une région de haute altitude dotée d’une masse supérieure à la moyenne. L’encombrement supérieur de ce territoire ne se traduit curieusement pas par des niveaux de gravité plus élevés. Des facteurs d’une bien plus grande envergure sont à l’œuvre sous la surface de la Terre.

Une plongée virtuelle dans le Crétacé supérieur

Le manteau profond de la Terre reste trop inaccessible pour faire l’objet d’études directes. Interpréter son passé constitue souvent la meilleure approche pour comprendre ses caractéristiques géologiques présentes et futures. En utilisant des données sur les tremblements de terre pour simuler l’activité tectonique ancienne, les chercheurs Alessandro Forte et Petar Glišović, de l’Institut de physique du globe de Paris, ont réussi une modélisation complexe. Ils ont pu créer une carte gravitationnelle de la Terre telle qu’elle apparaissait il y a 70 millions d’années.

Cette cartographie minutieuse offre des perspectives profondes sur la manière dont le trou de gravité s’est formé et a évolué au fil des ères. L’utilisation des ondes sismiques agit comme une fenêtre ouverte sur une période reculée de la dynamique terrestre.

« En intégrant les données sismiques, géodynamiques et de la physique des minéraux, nos reconstructions fournissent une vue dynamiquement cohérente de l’écoulement du manteau sous l’Antarctique et offrent de nouvelles perspectives sur le couplage entre les processus du manteau profond et peu profond qui régissent l’évolution [sismique] de la Terre », ont-ils déclaré dans une étude récemment publiée dans la revue Scientific Reports.

Convection et basculement de l’axe terrestre

En rembobinant virtuellement le temps géologique, les chercheurs ont observé que les premières dépressions gravitationnelles dans ce qui constitue aujourd’hui l’Antarctique oriental ont été principalement causées par la convection. Des matériaux froids et denses du manteau s’enfonçaient déjà depuis une longue période lorsque s’est produit un événement majeur. Quelque part entre 50 et 30 millions d’années dans le passé, la Terre a subi un léger déplacement de son axe de rotation.

Ce changement d’axe a entraîné une série de réactions géologiques. Une bande de matériaux plus chauds et moins denses, autrefois piégés dans les profondeurs du manteau, s’est frayé un chemin vers le haut. Pendant que les matériaux plus froids du manteau continuaient à s’enfoncer, cette densité plus faible sous l’Antarctique a fait chuter la masse de cette région. C’est ce mécanisme précis qui a généré le trou de gravité.

Quand le passé dicte l’avenir des océans

Alessandro Forte et Petar Glišović estiment que la modification des processus mantelliques ayant déclenché la formation du trou de gravité pourrait avoir un effet sur le niveau des mers et sur les calottes glaciaires de l’Antarctique. L’évolution de ces processus tectoniques a d’ailleurs coïncidé avec le gel complet de l’Antarctique, survenu il y a environ 30 millions d’années. Le volume des glaces et l’activité tectonique représentent deux forces majeures capables de provoquer la hausse ou la baisse du niveau de la mer au fil du temps.

Les scientifiques soulignent que le trou de gravité devrait, du moins en théorie, exercer son propre effet sur le niveau des mers à proximité. Le trou de gravité de l’Antarctique interagira de manière complexe avec les effets futurs du changement climatique. Les chercheurs suggèrent que des indices fondamentaux sur ce qui va se produire pourraient se cacher sous l’épaisse couche de glace continentale. Comprendre avec exactitude ce qui s’est passé autrefois pourrait ainsi permettre de prédire l’avenir climatique et géologique de notre planète.

Selon la source : popularmechanics.com