Résumé :
L'équipe de recherche a analysé un morceau d'éclogite collecté sur l'île Goodnough en Papouasie-Nouvelle-Guinée et a reconstitué son processus d'enfoncement avec la plaque subductrice il y a environ 4,4 millions d'années, pénétrant profondément dans le manteau puis remontant à la surface. Le grenat dans la roche est enveloppé de minuscule coésite. Ce minéral nécessite une pression extrêmement élevée pour se former, ce qui prouve que la roche s'est enfoncée jusqu'à une profondeur d'au moins 90 kilomètres ; la température locale est estimée à environ 800 degrés Celsius.
Les enregistrements de température laissés par les roches montrent que le gradient géothermique dans les premiers stades de subduction était plus élevé que prévu par les modèles actuels : à une profondeur d'environ 45 kilomètres, la température a atteint environ 700 degrés Celsius, soit seulement environ 100 degrés Celsius de moins qu'à une profondeur de 90 kilomètres. Les chercheurs pensent que l’état thermique vécu par les roches lorsqu’elles coulent est relativement chaud au début, puis passe à un environnement de subduction relativement froid ; le « froid » signifie ici que la température correspondant à l'unité de profondeur est plus faible, et ne signifie pas que la température de la roche diminue à mesure qu'elle s'enfonce. L'étude suppose également que la vitesse de plongée verticale pourrait dépasser 60 millimètres par an au cours de la période ultérieure.
La recherche a été publiée dans Nature Earth Science. L'équipe a suivi l'évolution pression-température de cette roche en analysant les inclusions minérales dans le grenat, les conditions de température et de pression, ainsi que l'âge du zircon, de l'uranium et du plomb. L'échantillon a été collecté dès 2003 lors d'une expédition scientifique. Grâce à des techniques d’analyse ultérieures, les chercheurs ont pu reconstituer plus en détail son parcours souterrain.
L'équipe de recherche a proposé deux explications possibles : le frottement de cisaillement provoqué par le glissement des limites des plaques peut rendre la partie peu profonde de la subduction plus chaude que prévu ; il se peut également que cette zone de subduction plus jeune ne se soit pas encore développée jusqu'à un stade stable et ne se soit donc pas encore refroidie à la température prédite par le modèle de zone de subduction mature. Les deux facteurs peuvent également fonctionner en même temps. Pour l’instant, cela reste des hypothèses explicatives.
Les zones de subduction sont des zones importantes pour les forts tremblements de terre et les activités volcaniques. Ils apportent également du carbone et d’autres matériaux dans le manteau et participent au cycle du carbone à long terme de la Terre. Les chercheurs ont souligné que cette roche montre que la température et la pression maximales au moment de la formation de la roche profonde pourraient ne pas être suffisantes pour restaurer son processus d'affaissement précédent ; des données historiques thermiques plus complètes devraient contribuer à améliorer les modèles de tremblements de terre, d’activité volcanique et de cycle géochimique.
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