La nouvelle (géo)scientifique de la semaine (ou de la semaine précédente)

2025 semaine 46

Une nouvelle explication pour l'enrichissement (87Sr, 143Nd) du manteau asthénosphérique ?

L’origine du manteau asthénosphérique géochimiquement enrichi est essentielle pour comprendre l’évolution physique, thermique et chimique des profondeurs de la Terre. Bien que la subduction des sédiments océaniques et les panaches mantelliques profonds aient été invoqués pour expliquer cet enrichissement, ils ne suffisent pas à rendre compte des tendances géochimiques observées.

Dans l'étude de Gernon et ses collègues (T. M. Gernon, S. Brune, T. K. Hincks, M. R. Palmer, C. J. Spencer, E. J. Watts, A. Glerum. Enriched mantle generated through persistent convective erosion of continental roots. Nature Geoscience, 2025; DOI: 10.1038/s41561-025-01843-9), des modèles géodynamiques démontrent que le manteau enrichi peut être issu des racines du manteau lithosphérique subcontinental par une érosion convective hautement organisée, un processus lié à la fragmentation et à la rupture des continents. Ces travaux révèlent qu’une « chaîne » d’instabilités convectives entraîne le transfert de matériaux lithosphériques enrichis vers l’asthénosphère subocéanique, de manière prévisible et quantifiable, sur des dizaines de millions d’années — un phénomène potentiellement plus rapide pour les racines plus denses. Pour valider ce modèle, les auteurs s'appuient sur des données géochimiques provenant de la Province des monts sous-marins de l’océan Indien (en particulier de l'île Christmas, au sud-ouest de Java), un site proche des continents marqué par un volcanisme enrichi et peu influencé par les panaches mantelliques profonds.

Les résultats montrent un pic de volcanisme issu d’un manteau enrichi dans les 50 millions d’années suivant la rupture continentale, suivi d’un déclin progressif de cet enrichissement, en accord avec les prédictions du modèle. Les auteurs proposent que le transport latéral persistant et sur de longues distances de racines lithosphériques localement métasomatisées puisse expliquer les enrichissements vieux de plus d’un milliard d’années observés dans les monts sous-marins et les volcans insulaires situés au large des continents fragmentés.

La fragmentation continentale engendre ainsi une réorganisation durable de la dynamique du manteau supérieur, perturbant la géosphère et le cycle profond du carbone bien après la phase de rifting.

 

2025 semaine 43

Les villes côtières de Chine s'enfoncent.

Quantifier les mécanismes physiques à l’origine des changements du niveau de la mer — incluant le niveau moyen mondial de la mer (GMSL) et les composantes régionales à locales (c’est-à-dire le bilan du niveau de la mer) — est essentiel pour établir des projections fiables pour l’avenir et pour une gestion côtière efficace. Bien que des recherches antérieures aient tenté de reconstituer le bilan du niveau de la mer en Chine depuis les années 1950, ces études ne couvrent que des échelles de temps courtes et manquent du contexte à long terme nécessaire pour évaluer pleinement la hausse moderne du niveau de la mer dans le sud-est de la Chine, l’une des régions les plus densément peuplées au monde et d’une immense importance socioéconomique.

Yucheng Lin et ses collègues montrent que le GMSL a suivi trois phases distinctes depuis 11 700 ans avant notre ère (BP) jusqu’à aujourd’hui : une hausse rapide au début de l’Holocène, causée par la fonte des glaces continentales lors de la déglaciation ; 4 000 ans de stabilité, d’environ 4200 BP jusqu’au milieu du XIXe siècle, période durant laquelle les processus régionaux dominaient les variations du niveau de la mer ; puis une accélération de la hausse à partir du milieu du XIXe siècle.

Ces résultats proviennent d’une modélisation hiérarchique spatiotemporelle de proxys géologiques du niveau de la mer et de données marégraphiques, permettant d’estimer le bilan du niveau de la mer par site, avec une quantification des incertitudes. Il est extrêmement probable (P ≥ 0,95) que le taux de hausse du GMSL depuis 1900 (1,51 ± 0,16 mm/an, 1σ) dépasse celui de tout autre siècle au cours des quatre derniers millénaires. De plus, cette analyse indique qu’au moins 94 % de l’affaissement urbain rapide actuel est attribuable aux activités anthropiques, les taux d’affaissement localisés dépassant souvent la hausse du GMSL. Une telle accélération concomitante de la hausse mondiale du niveau de la mer et de l’affaissement localisé rapide n’a jamais été observée dans les archives géologiques de l’Holocène.

Yucheng Lin, Robert E. Kopp, Haixian Xiong, Fiona D. Hibbert, Zhuo Zheng, Fengling Yu, Praveen Kumar, Sönke Dangendorf, Hailin Yi, Yaze Zhang. Modern sea-level rise breaks 4,000-year stability in southeastern China. Nature, 2025; 646 (8086): 856 DOI: 10.1038/s41586-025-09600-z

 

2025 semaine 39

Crise volcanique à Santorini et Kolumbo : un système magmatique interconnecté révélé

Une étude publiée dans Nature cette semaine (Marius Isken et al.) démontre pour la première fois l’existence d’un lien entre les systèmes magmatiques des volcans de Santorini et de Kolumbo, distants de seulement 7 km en mer Égée. La crise volcano-tectonique survenue en 2024-2025, marquée par une inflation progressive de la caldeira de Santorini dès mi-2024, a culminé en janvier 2025 avec l’intrusion d’un dyke magmatique de 13 km de long sous Kolumbo, issu d’un réservoir situé en profondeur. Grâce à l’analyse croisée de données sismologiques et géodésiques, les chercheurs ont reconstitué la migration du magma, révélant que près de 0,31 km³ de magma a réactivé des failles régionales avant de s’arrêter à 3-5 km sous le fond marin. Ces résultats montrent que les deux volcans, bien que distincts en surface, partagent un système d’alimentation magmatique commun, offrant un nouvel éclairage sur les dynamiques de stockage et de transport du magma entre volcans voisins. Une avancée qui pourrait améliorer la surveillance des risques volcaniques dans cette région hautement active.

​

2025 semaine 34

La récupération des sous-produits des mines métalliques américaines pourrait réduire la dépendance aux importations pour les minéraux critiques

Les États-Unis disposent de ressources géologiques suffisantes dans leurs mines de métaux, actuellement actives, pour réduire la dépendance du pays aux importations de minéraux critiques. La demande augmente pour le cobalt, le nickel, les terres rares, le tellure, le germanium et d’autres matériaux utilisés dans la production d’énergie, les semi-conducteurs et la défense. Cette étude menée par Elizabeth A. Holley (Colorado School of Mines) et ses collègues, utilise une évaluation statistique de nouvelles bases de données géochimiques pour quantifier les minéraux critiques extraits annuellement dans les minerais américains, mais qui ne sont pas récupérés. Une récupération à 90 % des sous-produits issus des opérations minières métalliques américaine pourrait répondre à presque tous les besoins américains en minéraux critiques ; une récupération d’à peine 1 % réduirait substantiellement la dépendance aux importations pour la plupart des éléments évalués. Des politiques et des avancées technologiques pourraient favoriser la récupération des sous-produits, une approche efficace en termes de ressources pour l’approvisionnement en minéraux critiques, qui réduit les déchets, l’impact environnemental et les risques géopolitiques.

 

2025 semaine 34

Les panaches mantelliques, architectes invisibles des séismes et des volcans

Une étude publiée dans Nature Communications (Bonadio et al., 2025) révèle comment le panache islandais, remontée de magma en provenance des profondeurs de la Terre, a façonné il y a 60 millions d’années la région allant du Groenland à l'Irlande. Grâce à des données sismiques et une nouvelle méthode de thermographie, les chercheurs ont découvert que les zones de soulèvement et d’activité magmatique passée coïncident aujourd’hui avec une lithosphère anormalement fine. Le panache aurait érodé la base de la croûte terrestre, provoquant une fusion partielle de l’asthénosphère et déclenchant volcanisme et soulèvements.

Plus surprenant encore : la sismicité actuelle dans cette région, pourtant éloignée des frontières de plaques, se concentre précisément là où la lithosphère est la plus mince ou le long de ses variations d’épaisseur. Ces observations démontrent que le panache n’a pas seulement dispersé des centres volcaniques sur des milliers de kilomètres, mais a aussi créé une fragilité durable dans la croûte terrestre.

Cette « mémoire géologique » explique pourquoi certaines zones restent sismiquement actives aujourd’hui, bien après l’extinction du volcanisme. Les auteurs soulignent ainsi l’influence à long terme des panaches mantelliques, capables de modifier la structure mécanique des plaques et d’influencer la répartition des séismes sur des dizaines de millions d’années. Une avancée qui pourrait affiner l’évaluation des risques sismiques dans des régions comme le Royaume-Uni et l’Irlande, où le passé géologique continue de peser sur le présent.

Et si les tremblements de terre d’aujourd’hui étaient l’écho lointain de forces agissant depuis les profondeurs de la Terre ?

​

2025 semaine 29

​Une étude récente utilisant les données de l'agence météorologique japonaise (JMA) révèle une augmentation significative de la magnitude et de l'énergie sismique des tremblements de terre majeurs au Japon dans les trois mois précédant un choc principal. Les résultats de cette étude ont été obtenus notamment grâce à une méthode innovante, issue de l'épidémiologie, de détection de clusters spatio-temporels.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La variation de la valeur du 'b de Gutenberg-Richter' avant un tremblement de terre reste une connaissance faiblement établie. Actuellement, la prévision des séismes n'est pas possible, et il est même incertain que cela le devienne un jour. Cependant, penser que tous les séismes majeurs surviennent sans signe avant-coureur n'est pas non plus la bonne conception.

Pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031920125000998

​​​​​

​​​​​​​​​​​​​​​2025 semaine 23

Explication du signal du 16 septembre 2023 : des seiches dans les eaux du Groenland !

Le 16 septembre 2023, un signal sismique anormal de 10,88 mHz a été observé à l'échelle mondiale, persistant pendant 9 jours. Un mois plus tard, un signal identique est réapparu, durant une semaine supplémentaire. Plusieurs études ont théorisé que ces signaux étaient produits par des seiches formées après deux méga-tsunamis générés par des glissements de terrain dans un fjord de l'Est du Groenland. Cette théorie est soutenue par des inversions sismiques, ainsi que par des modèles analytiques et numériques, mais aucune observation directe n'a été faite. Des observations primaires de ce phénomène ont été finalement obtenues en utilisant des données de la mission Surface Water Ocean Topography. La théorie des seiches a été validée et une amplitude initiale à 7,9 m a été estimée en utilisant l'apprentissage automatique Bayésien et des données sismiques. Cette étude, menée par Thomas Monahan et ses collègues (https://www.nature.com/articles/s41467-025-59851-7) démontre la valeur de l'altimétrie satellitaire pour l'étude des processus océaniques rapides et des événements extrêmes, tout en mettant en lumière la nécessité de méthodes spécialisées pour pallier les limitations des données altimétriques, notamment leur rareté temporelle. 

 

2025 semaine 18

Décryptage des mystères de la Caldera des Campi Flegrei : une étude révolutionnaire !

La caldera des Campi Flegrei en Italie, connue pour ses périodes d'agitation géologique, a été étudiée sous un nouvel angle par une équipe de chercheurs (Tiziana Vanorio  -université de Stanford - et ses collègues). Contrairement aux études précédentes qui se concentraient sur des épisodes individuels, cette recherche compare deux périodes distinctes d'agitation, révélant des schémas récurrents et des anomalies de VP/VS (rapport des vitesses des ondes sismiques) liées à un réservoir confiné à 2-4 km de profondeur. En combinant des expériences de physique des roches, des données de précipitations sur 24 ans et des modèles de dynamique des fluides souterrains, les chercheurs ont découvert que l'augmentation des précipitations entraîne une recharge et une pressurisation du réservoir. L'eau hydrothermale favorise l'étanchéité de la roche de couverture, créant une microstructure fibreuse. Les expériences montrent également que les taux d'accumulation des fluides influencent directement les taux de déformation, provoquant une déformation progressive, une sismicité naturelle et un approfondissement des foyers sismiques. Ces découvertes sont cruciales pour comprendre les mécanismes d'agitation de la caldera et offrent des perspectives pratiques pour l'évaluation des risques et des solutions d'ingénierie, comme l'interception de l'eau en amont pour prévenir le drainage vers Pouzzoles. Cette étude, publiée dans Science Advances, ouvre la voie à une meilleure gestion des risques pour les populations locales.

 

2025 semaine 6

Essaim sismique près de Santorin : faut il craindre un séisme majeur dans les prochains jours ?

L'essaim sismique au nord-est de Santorin se poursuit et s'intensifie, avec parfois plus de 1000 secousses par jour. Alors qu'il était composé, au début de la crise le 27 janvier, de séismes de faible magnitude (autour de 2 à 3), à peine perceptibles, il inclut désormais des secousses régulièrement ressenties dépassant la magnitude 4, avec des pics atteignant la magnitude 5.

Ces séismes tectoniques se produisent le long de failles orientées SO-NE, délimitant un graben entre Santorin et l'île d'Amorgos. La situation évoque le tremblement de terre dévastateur du 9 juillet 1956 (magnitude 7,7), qui avait causé d'importants dégâts et de nombreuses pertes humaines sur l'île, ainsi qu'un puissant tsunami ayant aggravé les destructions.

Si l'implication de processus volcaniques dans cette sismicité reste très incertaine, un autre risque ne peut être écarté : cette activité en essaim pourrait annoncer un séisme de plus grande ampleur dans un futur proche.

​

2025 semaine 3

K2-22b : Une exoplanète rocheuse en désintégration, enveloppée de poussière et de gaz, étudiée grâce au JWST

Nick Tussay et ses collègues ont montré que l'exoplanète rocheuse ultra-courte période K2-22b, en cours de désintégration, émet périodiquement des nuages de poussière dans un processus dynamique et chaotique, entraînant des variations de profondeur de transit entre 0 et 1,3 %. Ces émissions, issues de la sublimation de sa surface, pourraient refléter la composition des couches internes transportées vers la surface en fusion. L'équipe a utilisé l'instrument MIRI du télescope spatial James Webb (JWST) pour observer quatre transits prévus de K2-22b dans une plage spectrale de 4,3 à 11,8 μm.

Un transit a été détecté avec une grande signification et deux autres avec une signification plus faible. Les résultats montrent que :

1. Les matériaux riches en fer (caractérisant les noyaux planétaires) sont peu probables.

2. Les données sont compatibles avec des silicates de magnésium provenant du manteau.

3. Une caractéristique spectrale inattendue autour de 5 μm a été identifiée, possiblement liée à des gaz tels que NO ou CO₂.

https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.08301

​

2025 semaine 2 

Un nouveau regard sur les tornades : mesurer l'invisible grâce aux muons atmosphériques

Les tornades, phénomènes météorologiques extrêmes, se manifestent par une colonne d’air en rotation violente reliant le sol à un orage. Aux États-Unis, des centaines de tornades frappent chaque année. Pourtant, les mécanismes précis de leur formation et de leur propagation restent mal compris. L’une des principales difficultés réside dans le déploiement d’instruments de mesure : les détecteurs actuels, souvent in situ, sont difficiles à utiliser à proximité d’une tornade active ou en développement.

William Luszczak et Leigh Orf explorent une approche novatrice en combinant des simulations locales de l’atmosphère et des averses de rayons cosmiques. Cette méthode permet d’évaluer le potentiel des muons atmosphériques pour mesurer à distance le champ de densité dans les supercellules orageuses génératrices de tornades.

(https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.111.023018) 

​

2024 Dernière nouvelle

Environ 70 % des météorites proviennent de trois récentes collisions d'astéroïdes de plus de 30 km de diamètre.

​

​Depuis longtemps, comprendre l'origine des étoiles filantes et de leurs échantillons météoritiques est une question centrale en astronomie. À ce jour, seulement 6 % des chutes de météorites ont pu être clairement attribuées à des sources comme la Lune, Mars ou l'astéroïde Vesta. Toutefois, une nouvelle étude révèle qu'environ 70 % des météorites proviennent de trois collisions récentes d'astéroïdes de plus de 30 km, survenues il y a 5,8, 7,6 et moins de 40 millions d'années. Ces événements, notamment la célèbre famille Karin, expliquent la prévalence des chondrites ordinaires H et L parmi les chutes de météorites.