L’Everest n’est plus la plus grande montagne de la Terre : des géants enfouis la dépassent largement

Bien des alpinistes s'essoufflent à gravir l'Everest, culminant exactement à 8 848 mètres d'altitude : sur Terre, elle reste la reine incontestée des montagnes, surplombant les immenses vallées indiennes et népalaises. D'un point de vue géophysique néanmoins, c'est un trompe-l'œil, puisque les reliefs les plus extrêmes de notre planète ne se situent pas en surface, mais à 2 900 kilomètres de profondeur et y plongent profondément.

C'est là, à la frontière entre le manteau solide et le noyau de fer liquide que se dressent des dômes titanesques, qui ne ressemblent en rien à des montagnes, mais que l'on pourrait comparer à des "super-panaches" de matière ultra-dense. Des structures appelées par les sismologues LLSVP (Large Low Shear Velocity Provinces), s'élevant sur 1 000 km, bien plus que les 8.8 km de l'Everest, et vastes comme des continents. Si l'on considère l'Everest comme un grain de sable, les LLSVP, en comparaison, sont hauts comme des gratte-ciels de 30 étages.

Si elle sont si profondément enfouies, comment est-il donc possible de connaître leur existence ? Comment peut-on les mesurer ? L'équipe d’Arwen Deuss, une sismologue de renommée internationale spécialisée dans l'étude de la structure profonde de la Terre (Université d’Utrecht, Pays-Bas) a utilisé une méthodologie de mesure permettant d'analyser notre planète comme un instrument de musique. La modélisation des modes propres de vibration, permettant ainsi de sonder les LLVSP comme jamais auparavant : un exploit physique inédit de l'année 2025, qui a fait l'objet d'une publication dans la prestigieuse revue Nature le 22 janvier.

Résonance planétaire : quand la Terre sonne comme un diapason

Afin de percer quasiment 3 000 km de roches, il est bien évidemment impossible d'y envoyer une sonde ; le forage le plus profond jamais réalisé par l'homme ne dépassant pas les 12 kilomètres de profondeur. Pour "voir" dans l'obscurité du manteau inférieur, l’équipe de Deuss a donc traité la planète comme un corps résonnant. Lorsqu'un séisme de forte magnitude survient, la Terre entière vibre et les ondes se propagent tout le long de sa surface, se déformant selon des fréquences naturelles très basses. C'est ce qu'on appelle les modes spécifiques de vibration.

En étudiant la manière dont l'énergie de ces vibrations se dissipe et s'étouffe à travers les profondeurs, les chercheurs ont dû utiliser un outil de modélisation sismique baptisé QS4L3. La plupart du temps, les modèles utilisés en sismologie mesurent la vitesse des ondes.

Pour comprendre, imaginez que la chaleur intense diffusée par le noyau terrestre (qui culmine à environ 6 000 °C) "ramollit" la roche du manteau juste au-dessus. Plus cette roche est chaude, plus elle devient malléable et plus les ondes ralentissent. À l'inverse, dans une zone plus éloignée de cette source de chaleur, la roche est plus rigide et les ondes filent à toute allure.

Le souci, c'est que la température n'est pas la seule à influencer cette vitesse. Une roche dont la composition chimique est très lourde ou très dense peut, elle aussi, freiner les ondes, même si elle n'est pas particulièrement "molle". Les scientifiques étaient donc face à une énigme depuis 2018 lorsqu'on a découvert les LLSVP : ralentissent-elles bien les ondes parce qu'elles étaient des zones de chaleur intense (molles) ou parce qu'elles étaient faites d'une matière différente (dense) ?

Grâce au modèle QS4L3, les chercheurs d'Utrecht ont pu mesurer l'atténuation,  un paramètre physique qui permet de distinguer enfin l'influence de la température de celle de la composition chimique. Grâce à l'atténuation, il est alors possible de mesurer la perte d'énergie de la vibration lorsqu'elle traverse la matière. 

Par exemple, lorsque vous frappez sur une cloche en acier ou lorsque vous frappez un bloc de mousse, l'onde ne se propagera pas du tout de la même manière. Dans l'acier, un matériau rigide, la vibration voyage loin et longtemps ; dans la mousse qui est molle, elle est immédiatement absorbée et étouffée. Cet étouffement, c'est l'atténuation. Jusqu'ici, on supposait que les LLSVP, chauffées à blanc par le noyau, étaient visqueuses comme de la pâte à modeler et devaient donc absorber l'énergie sismique (et donc une forte atténuation).

Pourtant, QS4L3 révélé l'inverse : l'énergie des vibrations ne s'étouffe pas autant qu'elle le devrait dans ces zones : elles conservent leur intégrité physique face aux courants du manteau. Si ces ondes sont ralenties mais que leur énergie n'est pas absorbée, c'est que nous ne sommes pas face à de la roche ordinaire ramollie par la chaleur, mais face à une composition chimique intrinsèquement plus dense que le reste du manteau terrestre.

Les LLSVP sont si denses et pesantes qu'elles agissent comme des poids morts. Elles stabilisent la base du manteau en empêchant les courants de roche chaude de circuler librement. La chaleur interne de notre planète, par conséquent, s'accumule et stagne à ces endroits, formant des réservoirs thermiques qui ne se mélangent pas au reste du manteau terrestre.

Le cimetière des plaques : des archives de feu vieilles de milliards d'années

D'où vient ce matériau constitutif des LLSVP ? Comment une LLSVP peut-elle s'élever sur un sixième du rayon terrestre sans jamais se diluer dans l'enfer souterrain de notre planète ? L'explication se trouve dans le cycle sans fin du recyclage de la croûte terrestre. Les LLSVP ne sont en réalité rien d'autre que des accumulations massives de restes d'anciennes plaques tectoniques.

Depuis des milliards d'années, la tectonique des plaques fait plonger d'anciens planchers océaniques dans les profondeurs par le biais de la subduction. En s'enfonçant, cette roche (le basalte) subit une pression telle qu'elle se transforme en une matière extrêmement dense et riche en métaux. Parce qu'elle devient bien plus lourde que la roche du manteau environnant, elle ne peut plus flotter : elle coule par gravité jusqu'à s'échouer à 2 900 km de profondeur, juste au-dessus du noyau liquide.

Au fil des ères géologiques, ces restes de plaques ne se mélangent pas au reste de la "pâte" terrestre et s'agglutinent pour former ce que les sismologues appellent des « cimetières de plaques ». Ce sont précisément ces amas de débris antiques, compactés et figés, qui constituent les LLSVP que le modèle QS4L3 a permis de cartographier.

Parce qu'ils soient trop denses pour être emportés par les courants du manteau, on peut les comparer à des ancres géodynamiques, qui forcent la chaleur interne du manteau à les contourner. Ainsi, ils canalisent le magma brûlant vers leurs bords, créant des autoroutes thermiques qui remontent jusqu'à la surface pour alimenter les volcans les plus actifs de notre planète, comme ceux d'Hawaii ou d'Islande.

 À cet égard, les LLSVP sont les véritables Piliers de la Terre (pour reprendre l'expression à Ken Follett), des masses rocheuses colossales qui influencent quasiment toute la géographie terrestre. Sa forme de géoïde, le mouvement des plaques tectoniques, la puissance des éruptions volcaniques, sa vitesse de rotation ou même l'intensité de son champ magnétique. 

Elles sont les rouages d'une immense machine thermique, sans lesquelles le thermostat géologique de la planète s'emballerait, provoquant des cycles climatiques extrêmes, qui feraient de notre belle Terre un monde froid et stérile, épuisé de toute sa chaleur interne... comme l'est Mars aujourd'hui.

Illustration : Shutterstock - 176328998

Références

Everest Is No Longer Earth’s Tallest Mountain: Scientists Uncover Continent-Sized Structures 100X Taller and Billions of Years Old : https://dailygalaxy.com/2025/11/everest-no-longer-earths-tallest-mountain-scientists-uncover-structures-100x-taller/

Global 3D model of mantle attenuation using seismic normal modes : https://www.nature.com/articles/s41586-024-08322-y

Joint seismic and geodynamic evidence for a long-lived, stable mantle upwelling under the East Pacific Rise https://www.researchgate.net/publication/264234570_Joint_seismic_and_geodynamic_evidence_for_a_long-lived_stable_mantle_upwelling_under_the_East_Pacific_Rise

Record of massive upwellings from the Pacific large low shear velocity province https://www.nature.com/articles/ncomms13309