Déjà à l’école, ils enseignent aux plus jeunes enfants le cycle de l’eau : des rivières et des mers, l’eau s’évapore pour former des nuages, qui reviennent à la surface de la terre sous forme de pluie ou de neige, pour filtrer et recommencer. Outre l’eau que nous voyons, et qui est étudiée dans les manuels scolaires, les scientifiques ont toujours soupçonné qu’il y avait d’énormes quantités d’eau sous la surface de la terre (il y a des études qui indiquent qu’elle est la même que tous les océans mis ensemble). Mais ce ne serait pas sous la forme de mers souterraines, comme l’imaginait Jules Verne, mais “emprisonnées” dans les roches, une théorie qui a été démontrée par l’étude des plaques tectoniques.
Comment l’eau peut rentrer dans la terre ?
Jusqu’à présent, il a été possible de prouver que ces “roches humides” – qui semblent “sèches”, bien qu’elles contiennent des atomes d’hydrogène qui pourraient être convertis en eau aux bonnes températures et pressions – se trouvent entre 4,8 et 6,4 kilomètres de profondeur sous le fond marin ; mais une étude publiée ce mercredi dans Nature a trouvé la preuve que ces pierres atteindraient des substrats de près de 20 milles de profondeur (plus de 32 kilomètres), ce qui montrerait que l’eau emprisonnée dans les roches des plaques tectoniques qui est entraînée à l’intérieur de la Terre atteindrait beaucoup plus profondément (et donc, en plus grande quantité) que prévu initialement.
“On savait que les zones de subduction – les plaques tectoniques sous l’écrasement – pouvaient transporter de l’eau, mais on ne savait pas à quel point, explique Chen Cai, premier auteur de l’étude, menée par l’Université de Washington à St Louis. Cependant, ” la principale source d’incertitude dans ces calculs était la teneur initiale en eau du manteau supérieur subduit “, ajoute Doug Wiens, professeur de sciences planétaires et de la Terre et consultant en recherche. C’est-à-dire que le phénomène était connu, mais qu’il avait été à peine rayé à sa surface pour savoir combien d’eau “s’infiltre” à travers les roches.
La Fosa de las Marianas comme champ d’étude
Pour mener à bien cette étude, les chercheurs ont écouté pendant plus d’un an les sons provenant de l’intérieur de la Terre – du bruit ambiant aux vrais tremblements de terre – en utilisant un réseau de 19 sismographes du fond marin déployés dans la fosse des Mariannes – la zone la plus profonde de la surface terrestre, presque 11 kilomètres de profondeur – ainsi que 7 sismographes situés dans les îles voisines. C’est ici que la plaque tectonique de l’océan Pacifique glisse sous la plaque des Mariannes, donc c’était le bon endroit pour chercher ces “roches humides”. À partir de ces données, une carte tridimensionnelle a été dressée pour suivre la viscosité du terrain, ce qui indique si le type de roche a plus ou moins la capacité de retenir l’eau.
C’est ainsi qu’il a été conclu que ce type de pierre se trouve sous le fond marin à trois fois la profondeur indiquée ci-dessus et que, par conséquent, le manteau peut stocker plus d’eau que prévu. Les recherches antérieures supposaient que ces pierres atteindraient une profondeur de 60 milles après avoir été placées sous la plaque (plus de 96 kilomètres). Cependant, les 180 milles (presque 290 kilomètres) sous la surface de la terre sont maintenant signalés. “Les études précédentes ne pouvaient pas être très précises sur l’épaisseur et l’hydratation de ce manteau. Nous avons donc essayé de délimiter ces paramètres : si l’eau peut pénétrer plus profondément dans la plaque, elle peut y rester et descendre à de plus grandes profondeurs “, dit Cai.
Les chercheurs affirment que les résultats obtenus dans la tranchée Mariana peuvent être extrapolés à d’autres zones de subduction.
Ce qui descend doit monter, mais dans quelle proportion ?
Il est également enseigné à l’école que dans le cycle de l’eau, les niveaux restent relativement stables (sans compter le changement climatique). L’eau “s’infiltrant” à travers les plaques tectoniques remonterait à la surface sous forme de vapeur d’eau lorsque les volcans explosent (même si elle est à des centaines de kilomètres des plaques).
Cependant, avec cette révision des estimations, l’eau qui pénètre à l’intérieur de la Terre est beaucoup plus grande que l’eau retournée. “Il est probable que les évaluations de l’eau qui revient par l’arc volcanique sont très incertaines, de sorte que cette étude pourrait entraîner une réévaluation “, dit M. Wiens. Candance Major, directeur de la Division des sciences océaniques de la National Science Foundation, qui a financé l’étude, ajoute : ” Les résultats soulignent le rôle important des zones de subduction dans le cycle de l’eau de la Terre. Par conséquent, cette étude pourrait-elle constituer un point distinct dans la théorie du cycle de l’eau ?