Une importante réserve d’eau pourrait être enfouie presque à la frontière entre le manteau terrestre et le noyau.
Cette eau ne formerait toutefois ni lac ni océan souterrain. À de telles profondeurs, l’oxygène et l’hydrogène, constitutifs de l’eau, peuvent entrer directement dans la structure de certains minéraux. Des chercheurs viennent justement de produire deux composés de fer capables de les retenir dans les conditions extrêmes du manteau profond.
Carte mondiale du flux de chaleur provenant de l’intérieur de la Terre.
Crédit : Wikimedia Commons.
Image Wikimedia
Pour savoir ce qui peut exister si loin sous nos pieds, l’équipe a reproduit en laboratoire des pressions et des températures proches de celles des grandes profondeurs. Les échantillons ont été comprimés entre des pointes de diamant, puis chauffés au laser. Les expériences ont atteint 78 à 198 gigapascals et environ 2 127 à 2 527 °C.
Dans ces conditions, deux nouveaux oxyhydroxydes de fer se sont formés. Derrière ce nom se trouvent des minéraux contenant du fer, de l’oxygène et de l’hydrogène. L’un des deux composés peut en accueillir une quantité particulièrement importante.
Leur densité change aussi la donne. Ces minéraux sont assez lourds pour descendre et s’accumuler vers la base du manteau, située à près de 2 900 km sous la surface. Ils auraient donc pu conserver de l’oxygène et de l’hydrogène depuis les premiers temps de notre planète. Ils pourraient également piéger de l’eau ramenée en profondeur par les mouvements des plaques terrestres.
Cette possibilité intéresse les géologues pour une autre raison. Juste au-dessus du noyau, les ondes des séismes traversent parfois des régions beaucoup plus lentement qu’ailleurs. Les chercheurs les appellent zones à ultra-faible vitesse. Des accumulations de ces minéraux pourraient participer à certaines de ces anomalies.
L’eau stockée aussi profondément ne serait pas forcément enfermée pour toujours. Si ces matériaux sont chauffés par le noyau, ils pourraient libérer de l’eau et d’autres substances dans des roches qui remontent lentement. Ce mécanisme créerait un lien possible entre un réservoir très profond et certains panaches du manteau associés au volcanisme.
Reste une inconnue majeure : ces deux minéraux ont été obtenus en laboratoire, mais leur présence naturelle dans le manteau n’a pas encore été démontrée. Les prochaines expériences devront déterminer dans quelles conditions ils se forment et combien d’oxygène et d’hydrogène ils peuvent réellement conserver au cours des temps géologiques.
