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Avalanches mantelliques et basculement de l’axe de rotation de la Terre

Les lois de la mécanique prévoient que l’axe de rotation de la terre peut se déplacer par rapport à l’ensemble du globe en réponse à une modification de la répartition interne des masses. Les différentes modélisations adaptées aux paramètres terrestres ont montré que ces déplacements étaient engendrés nécessairement par des hétérogénéités de densité d’origine profonde, liées soit au régime convectif du manteau soit, plus occasionnellement, à l’activité des superpanaches ou des avalanches de manteau supérieur dans le manteau inférieur. Cependant, la vitesse de ces déplacements reste mal connue puisqu’elle est contrôlée par la viscosité du manteau, paramètre dont l’estimation est incertaine, en particulier pour le manteau inférieur.
Il semble pourtant possible de contraindre expérimentalement cette vitesse, et donc la viscosité du manteau inférieur, par les mesures paléomagnétiques. Par exemple, Prévot et al. (2000) ont mis en évidence un basculement de l’axe de rotation d’une vingtaine de degrès vers -110 Ma durant lequel la vitesse angulaire aurait pu atteindre 5°/Ma. Suite à ce travail, nous avons échantillonné en septembre 2002 de manière extensive les séries sud-Africaines sur une période allant du Barrémien jusqu’au Cénomanien. Les résultats préliminaires sont extrêmement encourageants. Un basculement de l’axe de rotation de la Terre de plus de 10 degrés en 3 millions d’années au maximum semble se confirmer au cours de l’Aptien. Si ce résultat s’avère être juste, il représentera une contrainte majeure sur nos connaissances de la convection mantellique.
Aujourd’hui, il est impératif de réaliser un nouvel échantillonnage très détaillé et focalisé sur la période de l’Aptien, afin de définir très précisément l’âge de ce basculement ainsi que sa durée. De nouvelles études paléomagnétiques sur des séquences sédimentaires déposées de façon apparemment continue pendant une période d’une quinzaine de Ma centrée au voisinage de la limite Albien/Aptien (présentes en Afrique du Sud, au Groenland ou encore en Amérique du Nord) et sur des massifs intrusifs d’âge crétacé en Amérique du Nord ainsi qu’une analyse critique des données d’origine océanique peuvent être envisagées. L’acquisition de ces nouvelles données doit permettre de tester l’hypothèse des avalanches de manteau. L’idée sous-jacente est de quantifier l’effet possible d’une avalanche de manteau sur le tenseur d’inertie de la Terre et de calculer quels pourraient être ses effets sur un basculement de l’axe de rotation.