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Le mystère du "trou gravitationnel" dans l’océan Indien enfin résolu ?
par Chloé Rosier
RTBF - 03 jul 2023
https://www.rtbf.be/article/le-mystere-du-trou-gravitationnel-dans-locean-indien-enfin-resolu-11222456 

Une anomalie géoïde, connue sous le nom de "Indian Ocean Geoid Low" (IOGL) et découverte au milieu du XXe siècle pourrait être le résultat de panaches et de mouvements de plaques tectoniques.

Dans l’océan indien, il existe un "trou gravitationnel" géant de plus d’un million de km², une dépression dans la croûte terrestre qui intriguent les scientifiques depuis sa découverte en 1948. Il a gagné son surnom de "trou gravitationnel" car, même si ce n’est techniquement pas un trou, les effets de la gravité terrestre y sont bien inférieurs à la moyenne. Les scientifiques auraient enfin compris d’où vient cette dépression sur notre planète pas si sphérique que ça. Et c’est bien là que réside la solution, notre planète n’est pas une sphère parfaite et l’attraction gravitationnelle varie d’un endroit à l’autre de la Terre. (...)

Dans une étude, publiée dans Geophysical Research Letters, l’Indian Institute of Science et le doctorant Debanjan Pal ont constaté que le niveau de la mer du "trou gravitationnel" est inférieur de près de 106 m au niveau moyen de la mer à travers le globe (le géoïde). Pourquoi cette partie de l’océan est-elle en dessous du niveau moyen de la mer ? Les géologues pensent que cette dépression pourrait être les restes du fond marin d’un ancien océan, l’océan Téthys qui se trouvait entre deux supercontinents (Laurasia et Gondwana) il y a plus de 200 millions d’années.

Il y a 120 millions d’années, le Gondwana s’est déplacé vers le nord et aurait donné naissance à l’océan indien. Il aurait pris sa structure actuelle il y a seulement 20 millions d’années, les panaches (des colonnes de roche chaude montant à travers le manteau) sortant de la croûte et faisant s’enfoncer le fond de l’ancien océan Thétys, explique Scientific American. Il y a donc un déficit de masse à l’intérieur du manteau terrestre sous l’océan Indien. Si cette théorie est appréciée par la communauté scientifique, il reste encore pas mal d’hypothèses qui peuvent avoir eu un impact sur la formation de ce "trou gravitationnel" et qu’il faut encore envisager.

Il y a un "trou de gravité" dans l’océan Indien, et les scientifiques pensent maintenant savoir pourquoi
par Jacopo Prisco
CNN - 24 jul 2023
https://edition.cnn.com/2023/07/24/world/gravity-hole-geoid-low-indian-ocean-scn/index.html 

Il y a un "trou de gravité" dans l’océan Indien - un endroit où l’attraction gravitationnelle de la Terre est plus faible, sa masse est inférieure à la normale et le niveau de la mer plonge de plus de 328 m. Cette anomalie a longtemps intrigué les géologues, mais des chercheurs de l’Institut indien des sciences de Bangalore, en Inde, ont trouvé ce qu’ils croient être une explication crédible de sa formation: des panaches de magma provenant des profondeurs de la planète, un peu comme ceux qui conduisent à la création de volcans.

Pour arriver à cette hypothèse, l’équipe a utilisé des superordinateurs pour simuler comment la région aurait pu se former, remontant jusqu’à 140 millions d’années. Les résultats, détaillés dans une étude publiée récemment dans la revue Geophysical Research Letters, se concentrent sur un ancien océan qui n’existe plus.

Un océan en voie de disparition
Les humains ont l’habitude de penser à la Terre comme une sphère parfaite, mais c’est loin d’être la vérité. « La Terre est fondamentalement une pomme de terre grumeleuse », a déclaré le coauteur de l’étude, Attreyee Ghosh, géophysicien et professeur agrégé au Centre des sciences de la Terre de l’Institut indien des sciences. « Donc, techniquement, ce n’est pas une sphère, mais ce que nous appelons un ellipsoïde, car lorsque la planète tourne, la partie centrale se gonfle vers l’extérieur. »

Notre planète n’est pas homogène dans sa densité et ses propriétés, certaines zones étant plus denses que d’autres, ce qui affecte la surface de la Terre et sa gravité, a ajouté Ghosh. « Si vous versez de l’eau à la surface de la Terre, le niveau que prend l’eau s’appelle un géoïde - et cela est contrôlé par ces différences de densité dans le matériau à l’intérieur de la planète, car elles attirent la surface de manière très différente en fonction de la masse qu’il y a en dessous », a-t-elle déclaré.

Le "trou de gravité" dans l’océan Indien – officiellement appelé le géoïde de l’océan Indien – est le point le plus bas de ce géoïde et sa plus grande anomalie gravitationnelle, formant une dépression circulaire qui commence juste à côté de la pointe sud de l’Inde et couvre environ 1,2 million de miles carrés (3 millions de km²). L’anomalie a été découverte par le géophysicien néerlandais Felix Andries Vening Meinesz en 1948, lors d’un levé gravimétrique à partir d’un navire, et est restée un mystère.

« C’est de loin le plus grand creux du géoïde, et cela n’a pas été expliqué correctement », a déclaré Ghosh. Pour trouver une réponse potentielle, Ghosh et ses collègues ont utilisé des modèles informatiques pour ramener l’horloge à 140 millions d’années en arrière afin de voir la situation dans son ensemble, géologiquement. « Nous avons des informations et une certaine confiance sur ce à quoi ressemblait la Terre à l’époque », a-t-elle déclaré. « Les continents et les océans étaient dans des endroits très différents, et la structure de densité était également très différente. »

À partir de ce point de départ, l’équipe a effectué 19 simulations jusqu’à nos jours, recréant le déplacement des plaques tectoniques et le comportement du magma, ou roche en fusion, à l’intérieur du manteau – l’épaisse couche de l’intérieur de la Terre qui se trouve entre le noyau et la croûte. Dans six des scénarios, un géoïde bas semblable à celui de l’océan Indien s’est formé.

Le facteur distinctif dans les six modèles était la présence de panaches de magma autour du géoïde bas, qui, avec la structure du manteau à proximité, seraient responsables de la formation du "trou de gravité", a expliqué Ghosh. Les simulations ont été effectuées avec différents paramètres de densité pour le magma, et dans ceux où les panaches n’étaient pas présents, le bas ne s’est pas formé.

Les panaches eux-mêmes proviennent de la disparition d’un ancien océan lorsque la masse continentale de l’Inde a dérivé et est finalement entrée en collision avec l’Asie il y a des dizaines de millions d’années, a déclaré Ghosh. « L’Inde était dans un endroit très différent il y a 140 millions d’années, et il y avait un océan entre la plaque indienne et l’Asie. L’Inde a commencé à se déplacer vers le nord et, ce faisant, l’océan a disparu et l’écart avec l’Asie s’est comblé », a-t-elle expliqué. Lorsque la plaque océanique est descendue à l’intérieur du manteau, elle aurait pu stimuler la formation des panaches, rapprochant les matériaux de faible densité de la surface de la Terre.

L’avenir du géoïde bas
Le bas du géoïde s’est formé il y a environ 20 millions d’années, selon les calculs de l’équipe. Il est difficile de dire s’il disparaîtra ou s’éloignera un jour. « Tout dépend de la façon dont ces anomalies de masse dans la Terre se déplacent », a déclaré Ghosh. « Il se pourrait que cela persiste très longtemps. Mais il se pourrait aussi que les mouvements des plaques agissent de manière à la faire disparaître – quelques centaines de millions d’années dans le futur.

Huw Davies, professeur à l’École des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université de Cardiff au Royaume-Uni, a déclaré que la recherche était « certainement intéressante et décrit des hypothèses intéressantes, ce qui devrait encourager la poursuite des travaux sur ce sujet ». Davies n’a pas participé à l’étude.

Le Dr Alessandro Forte, professeur de géologie à l’Université de Floride à Gainesville qui n’a pas non plus participé à l’étude, estime qu’il y a de bonnes raisons d’effectuer des simulations informatiques pour déterminer l’origine du géoïde bas de l’océan Indien, et que cette étude est une amélioration par rapport aux précédentes. Les recherches antérieures ont seulement simulé la descente de matériaux froids à travers le manteau, plutôt que d’inclure également des panaches de manteau ascendants chauds.

Cependant, Forte a déclaré qu’il avait trouvé quelques défauts dans l’exécution de l’étude. « Le problème le plus remarquable avec la stratégie de modélisation adoptée par les auteurs est qu’elle ne parvient pas à reproduire le puissant panache dynamique du manteau qui a éclaté il y a 65 millions d’années sous l’emplacement actuel de l’île de la Réunion », a-t-il déclaré. « L’éruption de coulées de lave qui couvrait la moitié du sous-continent indien à cette époque - produisant les célèbres pièges du Deccan, l’une des plus grandes caractéristiques volcaniques sur Terre - a longtemps été attribuée à un puissant panache du manteau qui est complètement absent de la simulation du modèle. »

Un autre problème, a ajouté Forte, est la différence entre le géoïde, ou forme de surface, prédit par la simulation informatique et la forme réelle: « Ces différences sont particulièrement perceptibles dans l’océan Pacifique, en Afrique et en Eurasie. Les auteurs mentionnent qu’il existe une corrélation modérée, environ 80 %, entre les géoïdes prédits et observés, mais ils ne fournissent pas de mesure plus précise de leur correspondance numérique (dans l’étude). Ce décalage suggère qu’il peut y avoir des lacunes dans la simulation informatique.

Ghosh a déclaré que tous les facteurs possibles ne peuvent pas être pris en compte dans les simulations. « C’est parce que nous ne savons pas avec une précision absolue à quoi ressemblait la Terre dans le passé. Plus vous remontez dans le temps, moins il y a de confiance dans les modèles. Nous ne pouvons pas prendre en compte tous les scénarios possibles et nous devons également accepter le fait qu’il peut y avoir des divergences sur la façon dont les plaques se sont déplacées au fil du temps », a-t-elle déclaré. « Mais nous pensons que la raison globale de ce creux est assez claire ».