- 7 weeks ago
Profondément sous la surface de la Terre se trouve un océan caché si massif qu'il pourrait éclipser toute l'eau de nos rivières et de nos mers, et pourtant presque personne ne sait qu'il existe. Les scientifiques l'ont découvert non pas sous la forme d'eau libre, mais emprisonnée à l'intérieur d'un minéral bleu riche en eau appelé ringwoodite, enfoui à des centaines de kilomètres de profondeur dans le manteau, où la pression est suffisamment intense pour comprimer l'eau sous forme cristalline. Cette découverte change complètement notre perception du cycle de l'eau de la Terre, car elle signifie que notre planète a stocké et recyclé l'eau de l'intérieur vers l'extérieur pendant des milliards d'années. Certains chercheurs pensent que cet océan souterrain a aidé à maintenir les océans de surface de la Terre stables tandis que d'autres planètes perdaient les leurs, rendant ainsi la vie possible ici. Et dans cette vidéo, vous explorerez comment fonctionne cet océan caché, ce qu'il révèle sur le passé de la Terre, et pourquoi il pourrait remodeler notre compréhension globale de la planète sur laquelle nous vivons. Animation créée par Sympa.
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00:00The researchers have put on the most vast reservoir of water in the chain of cascades.
00:05In Oregon.
00:06Dissimulé sous terre, il renferme un volume d'eau représentant plus du double de celui du lac Mead.
00:12Pour être précis, il contient au minimum 81 km3 d'eau, soit l'équivalent de près de 162 000 milliards de bouteilles.
00:20A raison d'une bouteille par jour, il vous faudrait environ 484 milliards d'années pour en venir à bout.
00:26Il n'est donc guère surprenant que cette découverte suscite tant d'enthousiasme.
00:30S'étendant sur environ 1 100 km, de la Californie du Nord jusqu'à la Colombie Britannique,
00:35la chaîne des cascades abrite l'aquifère le plus vaste au monde.
00:39Les hautes cascades, situées en Oregon, sont constituées de roches volcaniques plus récentes, âgées d'environ 8 millions d'années,
00:46tandis que les cascades occidentales, bien plus anciennes, remontent à 45 millions d'années.
00:52Elles se distinguent par leur profond canyon.
00:55Les chercheurs se sont penchés sur la zone de transition entre ces deux formations,
00:59afin d'analyser la circulation de l'eau au sein de la roche et d'étudier l'évolution des processus volcaniques au fil du temps.
01:06Dans le cadre de cette étude, ils ont relevé les températures des roches à différentes profondeurs.
01:11C'est ainsi qu'ils ont fait la découverte de cet immense aquifère souterrain.
01:15En principe, la température des roches augmente avec la profondeur, car elle se rapproche du noyau terrestre.
01:21Pourtant, dans certaines zones, elle reste étonnamment stable, même à de grandes profondeurs.
01:26Ce phénomène indique la présence d'eau circulant à travers la roche et la refroidissant.
01:32En d'autres termes, les cascades agissent comme un château d'eau naturelle,
01:36retenant puis libérant progressivement l'eau vers les rivières.
01:39Ces découvertes géologiques revêtent une importance capitale pour deux raisons.
01:44D'une part, elle révèle une réserve d'eau souterraine,
01:47susceptible de devenir une ressource stratégique pour l'avenir.
01:50Toutefois, son évolution et sa capacité à résister aux transformations environnementales demeurent incertaines.
01:56Il est donc indispensable de mener des recherches approfondies,
02:00afin d'en assurer une gestion efficace et pérenne.
02:03Par ailleurs, l'activité volcanique est également influencée par ce phénomène.
02:07Lorsque l'eau s'infiltre profondément et atteint le magma,
02:11elle se vaporise instantanément, générant une pression extrême pouvant provoquer des éruptions explosives.
02:17Une meilleure compréhension du volume d'eau retenue dans la roche
02:20permettrait d'anticiper ces éruptions et d'évaluer les risques qu'elles engendrent.
02:24Bien que cette découverte soit fascinante, elle soulève encore de nombreuses interrogations.
02:29Par exemple, comment cette eau circule-t-elle dans la roche volcanique ?
02:33Quelle part est réellement exploitable ?
02:35Ce réservoir étant alimenté par les précipitations et la fonte des neiges,
02:39une succession d'années sèches pourrait autant affecter l'approvisionnement en eau
02:43que la stabilité du volcan.
02:45Les chercheurs s'emploient à mieux cerner l'ampleur de ce phénomène
02:48afin d'en assurer une gestion responsable.
02:51Penchons-nous maintenant sur la chaîne des cascades, une véritable merveille géologique.
02:56Imaginez un imposant massif montagneux s'étirant de la Californie du Nord à la Colombie Britannique,
03:01traversant l'Oregon en son cœur.
03:03Rien que dans cet état, il s'étend sur 420 km de long et jusqu'à 150 km de large,
03:09couvrant près de 44 000 km²,
03:12soit une superficie excédant celle des 9 plus petits états américains.
03:16Ce qui rend cette chaîne encore plus impressionnante,
03:18c'est que la partie qui se trouve en Oregon a été essentiellement façonnée par des volcans
03:23et renferme au moins un réservoir d'eau prisonnier des roches volcaniques.
03:28Elle doit son existence à la zone de subduction de Cascadia,
03:32où la plaque tectonique Juan de Fuca,
03:34un fragment de croûte terrestre situé sous l'océan Pacifique,
03:37s'enfonce progressivement sous l'Amérique du Nord.
03:40En plongeant, cette plaque subit des températures et des pressions extrêmes
03:44qui expulsent l'eau contenue dans la roche océanique.
03:47Ce phénomène abaisse le point de fusion du manteau terrestre,
03:50favorisant ainsi la formation de magma.
03:52Celui-ci remonte ensuite et alimente les volcans des cascades.
03:56Ce processus s'inscrit dans la ceinture de feu,
03:58vaste réseau volcanique entourant le Pacifique
04:01et illustre la dynamique permanente de ce gigantesque système géologique.
04:05Les cascades de l'Oregon se divisent en deux ensembles distincts,
04:08les cascades occidentales et les hautes cascades,
04:12qui présentent des caractéristiques très différentes.
04:14Les cascades occidentales, la partie la plus ancienne,
04:18se sont formées il y a environ 45 millions d'années.
04:21Elles se distinguent par un relief escarpé,
04:24profondément creusé par les cours d'eau,
04:26certains canyons atteignant jusqu'à 1 100 mètres de profondeur.
04:30Autrefois le siège d'une intense activité volcanique,
04:33cette région a depuis été façonnée par l'érosion,
04:37qui en a progressivement remodelé le paysage.
04:39A l'inverse, les hautes cascades sont nettement plus récentes
04:43et bien moins érodées.
04:45Il y a environ 8 millions d'années,
04:47l'activité volcanique s'est déplacée,
04:49entraînant de nouvelles éruptions qui ont comblé d'anciens canyons
04:52et adoucit le relief.
04:54L'accumulation continue de lave a empêché les rivières
04:56de creuser des vallées aussi profondes
04:58que dans les cascades occidentales,
05:00conférant à cette zone un aspect plus homogène.
05:03Ainsi, lorsqu'on compare ces deux régions,
05:06l'une apparaît fracturée et chaotique,
05:08tandis que l'autre semble plus uniforme et édifiée par les éruptions successives.
05:12C'est dans les hautes cascades que se trouvent certains des volcans
05:15les plus emblématiques de l'Oregon,
05:17notamment le mont Oud, le mont Jefferson,
05:19les Three Sisters et le Crater Lake.
05:22Ce dernier étant issu de l'effondrement du mont Mazama,
05:24après une gigantesque éruption.
05:26Contrairement aux petits volcans qui surgissent pour brièvement
05:29et crachent un peu de lave avant de disparaître en quelques années,
05:33ces vastes centres volcaniques sont actifs depuis des millénaires.
05:37Et en raison de leur grand âge,
05:39ils abritent des systèmes magmatiques d'une grande complexité.
05:42Ils produisent une large variété de magma,
05:45allant du basalte, une lave fluide et rapide,
05:48l'andésite, la dacite et la riolite,
05:51cette dernière étant responsable des éruptions les plus violentes.
05:54Ainsi, si certains volcans se contemplent de laisser échapper des coulées de lave,
05:58d'autres sont susceptibles de provoquer des explosions d'une ampleur dévastatrice.
06:03Un autre aspect fascinant de ces volcans à la longévité exceptionnelle
06:07est que leurs chambres magmatiques souterraines
06:10conservent leur chaleur extrêmement longtemps.
06:12C'est d'ailleurs ce qui fait des cascades l'un des meilleurs sites
06:15pour exploiter l'énergie géothermique.
06:17Une immense réserve de chaleur repose juste sous la surface,
06:21attendant d'être utilisée.
06:23Sans oublier le réservoir d'eau volcanique des cascades,
06:26dont l'avenir pourrait bien révéler des usages encore insoupçonnés.
06:30Par ailleurs, il ne faut pas oublier que les cascades appartiennent à la redoutable ceinture de feu,
06:35la zone la plus explosive de notre planète.
06:37Imaginez un gigantesque arc en forme de fer à cheval,
06:41encerclant l'océan Pacifique sur environ 40 000 km.
06:45Il s'agit de l'une des régions les plus actives du globe,
06:48où les plaques tectoniques de la Terre se déplacent sans cesse,
06:52s'entrechoquant et s'enfonçant les unes sous les autres.
06:55Ce processus est à l'origine de séismes d'une puissance inouïe,
06:59d'éruptions volcaniques majeures et de la formation de profondes fosses océaniques.
07:04La ceinture de feu suit les lignes de contact entre plusieurs plaques,
07:08parmi lesquelles on trouve les plaques eurasiennes, nord-américaines,
07:12Juan de Fuca, Cocos, Caraïbes, Nazca, Antarctique, Indiennes, Australiennes et Philippines.
07:19Elles encerclent à elles toutes la vaste plaque pacifique.
07:23Ces plaques ne restent jamais immobiles.
07:25Elles se déplacent continuellement, s'affrontant ou glissant les unes sous les autres,
07:30au niveau de leurs frontières, connues sous le nom de failles.
07:33Ce mouvement engendre une diversité de phénomènes spectaculaires.
07:38Des fosses abyssales au volcan en passant par des séismes dévastateurs.
07:42Un des exemples les plus impressionnants de cette activité tectonique est la Fosse des Mariannes,
07:47située à l'est de Guam.
07:49Avec une profondeur de 11 km, elle est la fosse océanique la plus profonde du globe.
07:54Elle résulte d'un phénomène appelé subduction,
07:56dans lequel une plaque est contrainte de plonger sous une autre,
07:59s'enfonçant progressivement dans le manteau terrestre.
08:02La fosse des Mariannes reste l'un des lieux les plus énigmatiques sur Terre.
08:06D'une profondeur vertigineuse, elle est soumise à une pression écrasante,
08:10et à une obscurité totale.
08:12Ce qui a longtemps laissé penser que la vie y était impossible.
08:15Pourtant, des formes de vie ont été découvertes dans ces abysses.
08:19En 2005, des chercheurs ont mis en évidence l'existence de minuscules organismes unicellulaires dans le Challenger Deep,
08:26le point le plus profond de la fosse des Mariannes.
08:29Ils ont également observé des tranches concombres de mer,
08:32ainsi que des formations rocheuses aux teintes inattendues.
08:35De plus, la fosse abrite des cheminées hydrothermales.
08:39Véritable source chaude sous-marine, où l'eau, malgré des températures extrêmes et une acidité redoutable,
08:45parvient à soutenir des formes de vie insolites et microscopiques.
08:49La ceinture de feu est également à l'origine de 90% des séismes mondiaux.
08:54Certains des tremblements de terre les plus dévastateurs de l'histoire y ont eu lieu,
08:58notamment le séisme de Valdivia au Chili en 1960,
09:02qui détient le record du plus puissant jamais enregistré,
09:05avec une magnitude de 9,5 sur l'échelle de Richter.
09:10Mais l'activité sismique n'est qu'un aspect du phénomène.
09:13Cette zone concentre également près de 75% des volcans de la planète.
09:18Certaines des éruptions les plus marquantes de l'histoire y ont pris naissance,
09:22à l'image de la terrible explosion du Tambora en Indonésie.
09:25En somme, la ceinture de feu figure parmi les régions les plus hostiles du globe.
09:30Pourtant, elle demeure une source intarissable de fascination.
09:34Qui sait quelles découvertes majeures les scientifiques y feront encore,
09:38à l'image du gigantesque aquifère identifié dans les cascades ?
09:43Devinez quoi ? Un immense océan pourrait se dissimuler sous nos pieds,
09:47enfoui entre 400 et 650 km de profondeur.
09:51Il serait même plus vaste que tous les océans de surface réunis.
09:54Des chercheurs, à l'écoute des séismes qui secouient les profondeurs terrestres,
09:58ont constaté que ces vibrations ralentissaient en traversant certaines zones du manteau,
10:02signe possible de la présence d'eau.
10:04Grâce à des simulations et à des expériences,
10:07ils ont ainsi révélé l'existence d'un océan souterrain,
10:10mais il n'a rien de commun avec celui que vous imaginez.
10:13Sa nature est bien plus déroutante.
10:16Le manteau forme une épaisse strate située entre la croûte terrestre et le noyau.
10:20Il se compose d'un manteau supérieur, d'un manteau inférieur
10:23et d'une couche énigmatique entre les deux, appelée zone de transition.
10:27Dans sa partie supérieure, l'on rencontre souvent un minéral remarquable,
10:31l'olivine, nommée ainsi pour sa teinte vert olive.
10:36Ce minéral supporte aisément les températures extrêmes et prospère dans la lave.
10:41Il ne se contente pas d'y survivre.
10:43Il représente près de la moitié du manteau supérieur.
10:46On le découvre à la surface grâce au volcan, car lorsqu'ils projettent leur magma,
10:50les minéraux qu'il renferme remontent avec lui.
10:53En refroidissant et en se solidifiant, ce magma engendre des roches ignées,
10:58où les minéraux se cristallisent progressivement.
11:01L'olivine est l'un des premiers minéraux à se cristalliser.
11:05Sa forte concentration dans le magma favorise la formation d'une multitude de cristaux.
11:10Certains demeurent minuscules, tandis que d'autres croissent jusqu'à devenir aisément visibles.
11:15Les plus grands sont récoltés pour la joaillerie ou pour d'autres usages, comme la fonte des métaux.
11:21Mais en descendant plus profondément dans la terre, à près de 400 km,
11:26l'olivine subit d'étranges transformations.
11:29Nous atteignons alors la mystérieuse zone de transition,
11:33où la pression s'intensifie et la chaleur devient extrême.
11:36L'olivine s'y transforme en deux roches splendides, la Watsleyite et la Ringwoodite.
11:42Tout comme l'olivine, elles apparaissent parfois à la surface grâce à l'activité volcanique.
11:47Ces pierres, d'un bleu vert lumineux et aux lustres vitreux, sont rares et de petite taille.
11:53On ne peut donc les exploiter en bijouterie et on les étudie principalement en laboratoire.
11:59Elles possèdent par ailleurs une propriété singulière.
12:02Leur structure leur permet d'absorber l'eau, un pouvoir que l'olivine ne possède pas.
12:08Il ne s'agit pas d'humidité réelle pour autant, mais d'une capacité à retenir les éléments constitutifs de l'eau,
12:14hydrogène et oxygène, dans leur réseau cristallin.
12:17Ceux-ci peuvent représenter jusqu'à environ 3% de leur masse.
12:22Ces deux minéraux jouent pourtant un rôle colossal dans la géologie terrestre.
12:26Ils influencent à la fois la conductivité électrique du manteau et sa viscosité, autrement dit sa capacité à s'écouler.
12:33Ces propriétés modifient la convection mantelique, la tectonique des plaques et même l'activité volcanique.
12:39Sans ces cristaux microscopiques, notre planète serait méconnaissable.
12:43Elle pourrait être presque entièrement submergée, seuls quelques sommets émergeant des flots.
12:48Ils nous permettent aussi de mieux comprendre le comportement de l'eau dans son ensemble.
12:52La zone de transition se distingue par son caractère hydraté.
12:57C'est là qu'intervient une récente découverte majeure, l'existence d'un vaste réservoir d'eau souterrain.
13:03En étudiant le comportement de l'eau à de telles profondeurs, les scientifiques ont observé qu'à mesure que la ringwoodite, chargée en eau, s'enfonce vers le manteau inférieur, elle commence légèrement à fondre.
13:16Ce processus lui permet de libérer une partie de son eau qui se retrouve ensuite piégée dans les profondeurs plutôt que de circuler librement.
13:24Toutefois, cette eau n'existe ni sous forme liquide, ni solide, ni gazeuse.
13:30Elle demeure chimiquement liée aux structures minérales environnantes.
13:34Il ne s'agit donc pas d'un océan au sens traditionnel du terme, mais d'une immense réserve aquifère enfouie.
13:41Cette découverte est capitale, car elle bouleverse notre compréhension du cycle hydrologique terrestre, révélant que l'eau circule aussi à travers des zones cachées au plus profond du globe.
13:51Une autre révélation fascinante au sujet de l'eau est qu'elle pourrait exister sous un mystérieux quatrième état de la matière.
13:59Nous la connaissons sous ses formes solides, liquides et gazeuses.
14:03Mais soumise à des pressions extrêmes dans des espaces infimes, elle adopte un état inédit appelé effet tunnel.
14:11Ce phénomène a été observé dans un minéral nommé beryl, au sein duquel se trouvent donc de minuscules canaux hexagonaux d'à peine 5 atomes de largeur.
14:20Ces canaux se comportent comme de petites cages, capables de piéger des molécules d'eau isolées, à l'instar de la wattsleite et de la ringwoodite.
14:29Dans ces conditions extrêmes, les molécules d'eau ne suivent plus les lois de la physique classique, mais celles plus étranges et subtiles de la physique quantique.
14:38Le phénomène de tunnel quantique permet à certaines particules d'exister en plusieurs lieux à la fois, ou de traverser des obstacles théoriquement infranchissables.
14:46Imaginez une balle qui, au lieu d'escalader une colline, se retrouve de l'autre côté, comme si elle l'avait traversée.
14:53Les atomes d'hydrogène présents dans le beryl se comportent de manière comparable à ces petites balles.
14:58Normalement, chacun d'eux occuperait une position bien définie.
15:02Mais lors de l'expérience, les chercheurs ont constaté qu'ils apparaissaient en simultanément à plusieurs endroits.
15:07Ensemble, ils formaient un motif rappelant deux anneaux ondulants, comme si les molécules d'eau s'étaient étalées, en une forme circulaire diffuse.
15:16Cet état inédit de l'eau, jamais observé auparavant, transforme notre compréhension de son comportement sous conditions extrêmes, et ouvre de nouvelles perspectives pour la biologie.
15:27L'ensemble de ces découvertes pousse les chercheurs à repenser l'origine véritable de l'eau terrestre.
15:33Élément vital à toute forme de vie connue, elle recouvre environ 70 et 11% de notre planète, et compose également l'essentiel du corps humain.
15:41Comprendre comment l'eau apparaît dans l'espace, et sur d'autres mondes, pourrait donc nous guider dans la recherche de la vie extraterrestre.
15:48Selon l'une des principales hypothèses, lors de la formation de la Terre, les matériaux s'agrégeant pour constituer la planète contenaient déjà de l'eau, ou du moins, les éléments nécessaires à sa création.
15:59La Terre prit forme il y a environ 4 milliards et demi d'années. Sous l'effet de la gravité, notre planète naissante se constitua peu à peu à partir de poussières, de gaz et de roches en orbite autour du jeune Soleil.
16:11Ces éléments s'assemblèrent progressivement pour engendrer les planètes du système solaire.
16:16Or, les régions internes de ce nouveau système étaient alors brûlantes. Bien trop pour que l'eau subsiste à l'état liquide. Elle se serait immédiatement évaporée dans l'espace.
16:26Toutefois, il est possible qu'une partie de cette eau ait été enfermée dans les roches primitives ayant bâti la Terre.
16:34Certains de ces blocs de construction contiendraient même davantage d'hydrogène que l'ensemble de nos océans actuels, ce qui expliquerait la présence d'eau jusque dans les profondeurs terrestres.
16:44Plus tard, l'activité volcanique aurait pu libérer cette eau emprisonnée sous forme de vapeur, qui se serait alors condensée avant de retomber sous forme de pluie,
16:54remplissant notre jeune planète de mer et de lac.
16:58Une autre hypothèse suggère qu'après la formation de la Terre, l'eau aurait été apportée par des visiteurs cosmiques gorgés d'humidité,
17:06tels que les comètes et les astéroïdes venus s'écraser sur notre planète.
17:10Jadis, le système solaire interne était un lieu tumultueux et chaotique, à l'image de notre chaîne.
17:20Lorsque les planètes géantes modifièrent leurs orbites, un effet enchaîne sans suivi, connu aujourd'hui sous le nom de grand bombardement tardif.
17:28Cette période vit une pluie de blocs glacés s'abattre sur les planètes internes, dont la Terre.
17:34Pendant longtemps, les scientifiques crurent que cet épisode, accompagné de l'impact des comètes, avait constitué la principale source de notre eau.
17:42Toutefois, l'analyse chimique révéla que l'eau des comètes différait sensiblement de celle de nos océans.
17:48En revanche, l'eau contenue dans certains astéroïdes présentait une composition quasi identique à la nôtre.
17:55Certains échantillons renfermaient même des traces de matière organique.
17:59Il se pourrait aussi qu'une planète voisine nous ait prêté main forte.
18:03Il y a environ 4 milliards et demi d'années, un astre de la taille de Mars, baptisé Theia, serait entré en collision avec la Terre.
18:11Ce choc cataclysmique fit fondre une partie du manteau terrestre et engendra la formation de la Lune.
18:17Peut-être Theia apportait-elle également de l'eau.
18:21Enfin, il n'est pas exclu que la Terre ait produit la sienne.
18:25Selon les lois de la chimie, l'hydrogène aurait pu réagir avec la roche en fusion des immenses océans de magma primitif pour donner naissance aux premières mers.
18:34Il est d'ailleurs possible que tous ces scénarios soient avérés et que l'eau terrestre provienne de plusieurs sources.
18:41Ceci rend nos recherches plus ardues, mais révèle à quel point l'eau se montre versatile dans l'univers.
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