À de grandes profondeurs sous terre, il fait très chaud et la pression augmente - l'enfer est pire que ce que Dante a décrit. Mais plus récemment, les scientifiques ont commencé à soupçonner qu'il y avait quelque chose dans cet enfer que personne ne s'attendait à y trouver: de l'eau. Et en grande quantité: à quatre cents kilomètres de profondeur, les eaux souterraines représentent dix fois plus que dans les océans sur Terre.
Mais cette eau ne coule pas et n'éclabousse pas. Il existe sous forme de gouttelettes parfois de plusieurs voire d'une seule molécule de minéraux incrustés dans le réseau cristallin. Mais c'est cette eau qui peut faire la lumière sur certains mystères non résolus sur l'origine de la Terre, sur les éruptions grandioses de volcans avec des rivières de lave.
Il existe de nombreuses allusions différentes à l'existence de cette eau «cachée». Le premier est la quantité d'eau insuffisante sur notre planète par rapport aux météorites. Les scientifiques réfléchissent à ce mystère depuis de nombreuses années.
Selon Thomas Ahrens, géophysicien au California Institute of Technology de Pasadena, vous pouvez estimer la quantité d'eau contenue dans le système solaire dans sa jeunesse si vous analysez la composition des météorites qui nous sont parvenues depuis ces jours lointains. Ils contiennent environ trois pour cent d'eau, et sur Terre, ce sont de petites fractions d'un pour cent (de la masse totale). Une question naturelle se pose: où est passée toute cette eau?
De nombreux scientifiques pensent que peu de temps après la formation de la Terre, elle a été frappée par un corps céleste de la taille de Mars. Il a assommé une partie importante de la masse à partir de laquelle la Lune s'est formée, a privé notre planète de l'atmosphère et, en même temps, de la plupart de l'eau. Mais il y a des indications que quelque chose reste profondément dans la Terre.
Le premier est la teneur en isotopes hélium-3 et hélium-4 dans les affleurements de lave des volcans. L'hélium-4 est formé à la suite de la désintégration radioactive et l'hélium-3 est resté dès les premiers instants de la naissance de l'Univers. Selon Ahrens, l'hélium-3 sort des roches profondes, il est beaucoup plus volatil que l'eau. S'il y a de l'hélium-3 dans les profondeurs de la Terre, il est fort possible qu'il y ait aussi de l'eau. «L'hélium-3 nous donne des preuves claires que la Terre contient diverses substances à l'intérieur de ses roches», souligne Arens.
La seconde, ce sont les kimberlites, des roches enrichies en fer et en magnésium, qui remontent à la surface de la Terre depuis son manteau par d'étroits canaux. Ils lèvent des diamants avec eux, ce qui ne peut se produire qu'à des profondeurs d'au moins 180 kilomètres. Ils voyagent le long de ces tuyaux et rochers semblables au mica, qui apportent beaucoup d'eau à l'étage.
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Stephen Haggerty de l'Université de l'État américain du Massachusetts a découvert que les kimberlites transportent un minéral appelé majorite, qui se forme à des profondeurs de 300 à 670 kilomètres. Et de là, ils apportent de l'eau, et 670 kilomètres est la frontière entre le manteau supérieur et inférieur.
Les données sismiques témoignent également de l'eau: l'eau ralentit la vitesse du son traversant les roches. C'est exactement ce que voient les géologues - les ondes sismiques traversent inexplicablement lentement le manteau. Jusqu'à la fin des années quatre-vingt du siècle dernier, on croyait que l'intérieur de la Terre était suffisamment sec. Le point de vue généralement accepté était qu'il peut y avoir de l'eau sous la surface, mais pas plus de 200 kilomètres de profondeur, il n'y a simplement nulle part où se cacher. Les roches sont trop chaudes pour contenir de l'eau.
La percée a eu lieu à l'Université du Colorado lorsque Joseph Smith étudiait un minéral appelé Wadsleyite. Il se compose de silicium, de magnésium et d'oxygène et, selon les scientifiques, est situé à une profondeur de 400 à 700 kilomètres sous la surface de la Terre. Bien sûr, les scientifiques ne peuvent pas regarder une telle profondeur et explorer le minéral dans des conditions naturelles. Ils créent une chaleur et une pression "infernales" pour eux dans leurs laboratoires. La wadsleyite est étudiée depuis 1960, mais sous forme sèche. La découverte de Smith a été qu'il a découvert sa propriété inhabituelle - même lorsqu'il est chauffé au-dessus de cent degrés, il retient l'eau.
En 1987, un groupe de chercheurs australiens dirigé par Ted Ringwood a découvert que plusieurs autres minéraux peuvent contenir de l'eau à des températures et des pressions élevées. Jay Bass, de l'Université de l'Illinois, a déclaré: "Tout d'un coup, nous avons réalisé qu'il y avait des océans et des océans d'eau sous la Terre." On estime que la wadsleyite peut contenir 3,3% d'eau. Cela ne semble pas très impressionnant, mais il peut y avoir un abîme de wadsleyite sous la Terre. Selon Smith, à une profondeur de 400-500 kilomètres, il peut y avoir soixante pour cent de wadsleyite, puis un pitoyable 3,3% de l'eau qu'il contient nous donnera dix océans d'eau de la Terre, qui ont été discutés au début.
Dan Frost, géologue au Washington Geophysical Laboratory, pense qu'il pourrait y avoir encore plus d'eau. Son équipe estime que les matériaux de lave vitreuse peuvent contenir jusqu'à cinq cents parties par million d'eau. Et c'est trente océans de plus. Le principal problème est que les scientifiques obtiennent toutes les informations sur les minéraux du manteau de sa couche supérieure. Vient ensuite l'extrapolation selon laquelle tout le manteau est uniforme.
Les recherches se sont poursuivies et en 1997, un groupe dirigé par Smith a trouvé de la wadsleyite-II, un autre minéral aqueux qui ne se décompose pas même profondément dans le manteau. Et pourtant, ce ne sont que des hypothèses sur le comportement des minéraux dans des conditions souterraines.
La présence d'eau à l'intérieur peut grandement influencer des événements tels que l'émergence de nouvelles îles et des éruptions massives de lave volcanique. Les deux sont des exemples de "points chauds", qui, selon les scientifiques, représentent les affleurements de lave fondue à la surface. Auparavant, on pensait que la lave remontait à la surface en raison de la montée de bulles chaudes, mais la possibilité que le processus d'évaporation du liquide puisse être la cause de la montée n'a jamais été envisagée.
Les principales objections des adversaires des océans souterrains sont simples et compréhensibles: sous l'influence des températures élevées, l'eau doit s'évaporer. Mais l'expérience apporte de plus en plus de preuves en faveur des partisans des eaux souterraines. Guust Nolet de Princeton a découvert que les vitesses sismiques étaient étonnamment lentes dans le bouclier tectonique sous l'Europe centrale. C'est un vieux continent composé de roches froides et denses, où rien ne devrait conduire à une diminution de la vitesse des ondes sismiques. Nolet pense que l'eau profonde est la seule explication possible.
L'hypothèse des océans sous-marins vient de naître et les scientifiques ne l'ont pas encore traduite dans la catégorie d'une théorie fiable. L'un des derniers domaines de recherche est une tentative de comprendre si l'eau passe de la surface aux profondeurs de la Terre et dans quelle mesure elle en sort. En particulier, Nolet estime que la zone sous l'Europe est constamment alimentée par l'eau de surface. Des calculs intéressants sont en cours sur la manière dont les eaux souterraines peuvent affecter l'état de l'atmosphère, l'effet de serre, le climat actuel et futur.
Alexandre Semyonov