Les ondes sismiques créées par les tremblements de terre lorsqu’elles se déplacent à travers l’intérieur de la planète changent de vitesse et de direction lorsqu’elles se déplacent à travers différents matériaux. Les choses comme le type de roche, la densité et la température altèrent toutes le voyage de ces ondes, ce qui permet aux scientifiques de construire progressivement une image de la croûte et du manteau terrestres, repérant des choses comme la hausse de plumes de matériaux de manteau chaud, ainsi que les restes plus froids de plaques tectoniques qui se sont détachées de la surface de la Terre il y a longtemps. Il y a des choses qui apparaissent dans ces images, cependant, qui ne sont pas faciles à expliquer. Au profond du manteau terrestre, il y a deux régions où les ondes sismiques ralentissent, appelées grandes provinces à faible vitesse. Ce ralentissement est cohérent avec les matériaux ayant une densité plus élevée, donc ce n’est vraiment pas une surprise qu’ils soient assis près du noyau. Mais cela n’explique pas pourquoi il y a deux régions distinctes d’entre eux ou pourquoi ils semblent contenir un matériau qui s’y trouve depuis la formation du Système Solaire. Maintenant, une équipe de scientifiques a lié l’existence des deux régions à un événement catastrophique qui s’est produit au début de l’histoire de notre Système Solaire : une collision géante avec une planète de la taille de Mars qui a finalement créé notre Lune. Un certain nombre d’explications ont été offertes pour ces grandes provinces à faible vitesse, mais aucune d’entre elles n’est entièrement satisfaisante. Une idée est qu’ils sont les restes du processus par lequel l’intérieur de la Terre s’est séparé en une structure de croûte-manteau-noyau. Mais ce matériau aurait dû être complètement mélangé lorsqu’un objet de la taille de Mars, qui a reçu le nom de Théia, a frappé la Terre primitive, laissant suffisamment de débris en orbite pour former la Lune. D’autres suggestions incluent l’idée que ceux-ci pourraient être les restes de plaques tectoniques qui ont coulé à des profondeurs inhabituelles dans le manteau. Mais cela ne tient pas compte de ce à quoi ressemble ce matériau lorsque des plumes de manteau le font remonter à la surface via la volcanologie. Lorsqu’ils sont prélevés, les rapports d’isotopes dans les gaz capturés dans ce matériau ressemblent à ceux qui étaient attendus au cours des premières années du Système Solaire, et non à ceux qui se trouvent aujourd’hui dans la croûte.
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