Tuzo et Jason : des masses grandes comme des continents au cœur de la Terre
Descendez à la verticale à travers le plancher de l’Atlantique Sud sur 2 900 kilomètres et vous arrivez à la limite noyau-manteau, l’interface la plus spectaculaire de l’intérieur de la planète. Au-dessus de votre tête s’étendent 2 900 kilomètres de roche silicatée solide. Sous vos pieds, un océan de fer en fusion clapote autour d’un noyau interne solide. Et c’est ici même, drapé en travers de la limite comme un capuchon chaud et indolent, que se trouve l’un des deux plus grands objets de notre planète que personne n’a jamais vus, seulement entendus.
Les sismologues écoutent ces objets depuis quarante ans. Ils les appellent grandes provinces à faible vitesse de cisaillement, ou LLSVP. À elles deux, elles couvrent à peu près un quart à un tiers de la surface de la limite noyau-manteau, et chacune est plus large qu’un continent. L’une se trouve sous l’Afrique et s’étend largement jusque sous l’océan Atlantique et l’océan Indien. L’autre se trouve sous le Pacifique central. En 2011, le géologue Kevin Burke leur a donné des acronymes forgés après coup : TUZO (The Unmoved Zone Of Earth’s deep mantle, « la zone immobile du manteau profond de la Terre ») pour la pile africaine, JASON (Just As Stable ON the opposite meridian, « tout aussi stable sur le méridien opposé ») pour celle du Pacifique. Les deux noms rendent hommage à des pionniers des panaches mantelliques, J. Tuzo Wilson et W. Jason Morgan, et les deux codent la thèse principale de Burke : les piles sont restées en place pendant des centaines de millions d’années.
Qu’est-ce qu’une LLSVP ?
Une LLSVP est une région de la taille d’un continent, située à la base du manteau terrestre, juste sur la limite noyau-manteau, vers 2 900 km de profondeur, où les ondes sismiques de cisaillement ralentissent d’environ 0,5 à 3 % par rapport au manteau environnant. Une onde de cisaillement est le type d’onde sismique qui fait vibrer la roche latéralement tout en se propageant ; sa vitesse dépend de la rigidité et de la densité de la roche, de sorte que tout ralentissement signifie que la roche est plus chaude, chimiquement différente, ou les deux. On connaît deux LLSVP : Tuzo sous l’Afrique, Jason sous le Pacifique.
Le ralentissement est faible en pourcentage et immense par ses implications. Les ondes de cisaillement qui traversent le manteau profond se comportent comme une lampe de poche posée sur le sol d’une grotte : vous ne voyez pas directement les parois, mais vous pouvez les cartographier d’après la façon dont le faisceau se courbe. À la fin des années 1980, les sismologues avaient courbé assez de faisceaux pour être sûrs que la base du manteau n’était pas la soupe lisse et chaude que supposaient les manuels. Il existait deux régions antipodales où la roche différait de façon persistante de son environnement.
Comment nous les avons trouvées : la tomographie des années 1980
La tomographie sismique globale est la technique qui consiste à utiliser des milliers de séismes comme des projecteurs, à enregistrer la façon dont leurs ondes parviennent à des centaines de stations sismographiques, et à inverser les temps de parcours pour obtenir une image tridimensionnelle de l’intérieur de la Terre. La méthode est arrivée à maturité au début des années 1980 entre les mains d’Adam Dziewonski, à Harvard, et de Don L. Anderson, au Caltech. L’article de Dziewonski de 1984 dans le Journal of Geophysical Research, « Mapping the lower mantle : Determination of lateral heterogeneity in P velocity up to degree and order 6 », fut le premier à résoudre les deux domaines antipodaux et équatoriaux de faible vitesse à la base du manteau. Dans une nécrologie de Dziewonski parue dans Eos, Barbara Romanowicz et ses collègues ont noté que, plus tard, il préférait les appeler « les piliers de la Terre », n’aimant pas le nom maladroit de « LLSVP » sur lequel sa communauté s’était accordée.
Pendant les deux décennies qui ont suivi l’article de Dziewonski, ces structures sont restées en marge de la plupart des recherches sur le manteau. L’article de Burke, Steinberger, Torsvik et Smethurst, publié en 2008 dans Earth and Planetary Science Letters, les a replacées au centre en précisant leur forme.
La géométrie de deux continents tout au fond du monde
Les quatre auteurs ont superposé des modèles de tomographie et tracé le contour des régions où les ondes de cisaillement ralentissent d’au moins 1 %. Tuzo et Jason sont apparues comme deux vastes dômes lobés dont les emprises couvrent ensemble environ 20 à 30 % de la limite noyau-manteau. Chacun mesure plusieurs milliers de kilomètres de large à sa base. Chacun s’élève sur des centaines de kilomètres dans le manteau au-dessus du noyau.
La hauteur à laquelle elles s’élèvent est l’une des plus anciennes querelles de la sismologie de la Terre profonde. Garnero, McNamara et Shim, dans leur synthèse de 2016 parue dans Nature Geoscience, se sont arrêtés sur « jusqu’à environ 1 000 km » comme chiffre général. L’étude de Yuan et Li de 2022 dans Nature Geoscience a trouvé que la LLSVP africaine est environ 1 000 km plus haute que la LLSVP du Pacifique. À l’inverse, la modélisation régionale des formes d’onde par Ni et ses collègues avait auparavant porté la pile africaine jusqu’à 1 500 km. Tuzo est haute (peut-être mille kilomètres ou plus), Jason est plus basse et plus large, et les limites ne sont pas planes. On trouve dans la littérature des valeurs comprises entre 600 et 1 500 km, selon le modèle tomographique et le seuil d’anomalie de vitesse auxquels vous accordez votre confiance.
Les deux piles sont presque diamétralement opposées sur la planète, toutes deux proches de l’équateur. Yaoling Niu, de l’Université de Durham, souligne dans son article de 2018 que cette position n’est pas un hasard. Si vous imaginez deux masses lourdes sur un solide en rotation, l’équilibre stable consiste à ce qu’elles se placent sur l’équateur, à 180 degrés l’une de l’autre, de sorte que leur centre de masse combiné se trouve sur l’axe de rotation.
Pourquoi elles sont restées en place depuis au moins 320 millions d’années
La persistance est le problème le plus ardu. Tuzo et Jason semblent être restées stationnées à peu près à leur emplacement actuel depuis le Paléozoïque, tandis que les continents au-dessus d’elles ont migré sur des dizaines de milliers de kilomètres.
L’article de 2014 paru dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, signé de Trond Torsvik, Rob van der Voo, Pavel Doubrovine, Kevin Burke et de collègues du Centre for Earth Evolution and Dynamics à Oslo, a plaidé en ce sens. Ils ont reconstitué les sites d’éruption de toutes les grandes provinces de basaltes de plateau et de tous les champs de kimberlites des 320 derniers millions d’années, en replaçant chacun à sa position au moment de l’éruption grâce à des données paléomagnétiques. Presque tous les sites restaurés se sont retrouvés au-dessus du bord actuel de Tuzo ou de Jason. Ils ont ensuite poussé la reconstruction jusqu’à 540 Ma, début du Cambrien, et constaté que le schéma tenait toujours dans la limite de résolution de leur référentiel. Les deux réservoirs thermochimiques de la base du manteau n’ont donc guère bougé, voire pas du tout, depuis l’apparition de la vie complexe.
« Depuis la formation du supercontinent Pangée il y a environ 320 millions d’années », a écrit le groupe de Torsvik dans le résumé de son article de 2014, « les panaches qui ont alimenté les grandes provinces magmatiques et les kimberlites proviennent des bords de deux réservoirs thermochimiques stables situés à la limite noyau-manteau. »
D’où viennent Tuzo et Jason ? Deux hypothèses dominantes
La question de l’origine reste ouverte, et les arguments s’affrontent vivement. Deux hypothèses dominent la littérature actuelle, une troisième (celle de l’impact géant de Théia) attirant l’attention depuis 2023.
- Cimetières de croûte océanique subduite (Niu, 2018). Les piles sont les débris accumulés de croûte océanique basaltique qui a été subduite dans le manteau inférieur pendant des milliards d’années et a coulé jusqu’au tout fond parce que, aux pressions du manteau inférieur, le basalte de dorsale médio-océanique transformé est plus dense que la péridotite environnante.
- Contamination par le noyau primordial (Deng, Miyazaki et al., 2025). Les piles sont le résidu cristallisé d’un océan de magma basal ancien, alimenté en continu par des grains d’oxyde de magnésium et de dioxyde de silicium issus de l’exsolution du noyau métallique en cours de refroidissement, il y a environ quatre milliards d’années.
L’hypothèse de la croûte subduite
L’article de Yaoling Niu de 2018 dans Geoscience Frontiers plaide pour des piles de croûte océanique ancienne subduite, ce que Niu, un peu morbidement, appelle un « cimetière permanent » de panneaux morts sous les fosses et jamais remontés. L’argument repose sur la pétrologie. Le basalte de dorsale médio-océanique, une fois subduit et transformé aux pressions et aux températures du manteau inférieur, devient environ 2,3 % plus dense que le manteau péridotitique ambiant. Une flottabilité négative de cette ampleur suffit à vaincre la poussée ascendante de la convection mantellique. Les panneaux qui atteignent la limite noyau-manteau y restent, s’accumulent et forment, au fil de milliards d’années, d’épaisses piles basales. Ces piles agissent comme des couvertures thermiques qui piègent la chaleur du noyau et, sur leurs bords, là où le contraste de température est le plus marqué, engendrent les panaches mantelliques qui alimentent le volcanisme de surface.
L’idée de Niu n’exige rien d’exotique : seulement une tectonique des plaques ordinaire à l’œuvre pendant quatre milliards d’années. C’est la géochimie qui lui pose problème. Les basaltes d’îles océaniques qui font éruption aujourd’hui au-dessus des bords de Tuzo et de Jason portent des signatures isotopiques (3He/4He élevé, rapports du plomb, du néodyme et du strontium distinctifs) qui paraissent plus primordiales que recyclées. Mark Gleeson et ses collègues, qui ont travaillé sur les basaltes des Galápagos dans un article de 2021 paru dans Geochemistry, Geophysics, Geosystems, ont trouvé dans ces laves « très peu, voire aucune donnée » à l’appui du modèle du cimetière de panneaux pour la pile du Pacifique.
L’hypothèse de la contamination par le noyau
Le 12 septembre 2025, Jie Deng, de Princeton, Yoshinori Miyazaki, de Rutgers, Qian Yuan, de Texas A&M, et Zhixue Du, de l’Académie chinoise des sciences, ont publié dans Nature Geoscience un article au titre peu commode : « Deep mantle heterogeneities formed through a basal magma ocean contaminated by core exsolution ». Le sigle qu’ils ont forgé pour le désigner (BECMO, pour « basal exsolution-contaminated magma ocean », c’est-à-dire un océan de magma basal contaminé par exsolution) n’est pas plus engageant.
La Terre primitive a traversé des stades d’océan de magma, surtout après les impacts géants et pendant la formation du noyau. Lorsque le noyau métallique s’est refroidi et a commencé à cristalliser, des oxydes légers (oxyde de magnésium et dioxyde de silicium) ont été expulsés du fer liquide par exsolution et sont remontés dans l’océan de magma silicaté profond qui le surmontait. Ces oxydes se sont dissous dans le magma basal et ont modifié sa composition. Lorsque l’océan de magma a ensuite cristallisé par le bas, il a produit un résidu légèrement plus dense que le reste du manteau, mais enrichi en silicium plutôt qu’en fer. Le groupe de Deng a mené des simulations géodynamiques pour montrer que ce résidu, brassé par des milliards d’années de convection mantellique, s’agglomérerait naturellement en épaisses piles au-dessus des zones où convergent les courants descendants. Les images ressemblent, en première approximation, à Tuzo et à Jason.
« Ce sont les empreintes digitales des tout premiers temps de la Terre », a déclaré Miyazaki dans un communiqué de presse de Rutgers annonçant l’article. « Si nous parvenons à comprendre pourquoi elles existent, nous pourrons comprendre comment notre planète s’est formée et pourquoi elle est devenue habitable. » Le modèle reproduit aussi les petites plages denses à ultra-faible vitesse qui épousent la limite noyau-manteau à l’intérieur et autour des piles, ce que les modèles antérieurs d’océan de magma basal ne parvenaient pas à faire.
L’article de 2025 n’enterre pas l’hypothèse de la croûte subduite. Mais il change bel et bien la discussion. Les piles ont pu être ensemencées dès l’origine, puis alimentées par des panneaux pendant quatre milliards d’années ; dans ce cas, Niu et Deng ont tous deux en partie raison.
Une troisième option reste en lice : Qian Yuan et Mingming Li ont soutenu dans Nature, en novembre 2023, que des fragments de Théia, l’impacteur de la taille de Mars qui a formé la Lune, se sont enfoncés à travers le manteau primitif et ont survécu sous la forme de Tuzo et de Jason. Cet article repose sur l’hypothèse que la moitié inférieure du manteau n’a pas fondu complètement lors de l’impact géant. Des tests géochimiques indépendants de cette prédiction (Tuzo et Jason portent-elles une signature isotopique de type Théia, distincte à la fois de celle de la croûte subduite et de celle du résidu primordial ?) n’ont pas encore été réalisés.
Des interprétations plus anciennes : la pile thermochimique
Avant BECMO et avant l’idée de Théia, le modèle consensuel des LLSVP était celui de la « pile thermochimique », expression qui revient dans presque toutes les synthèses depuis qu’Edward Garnero et Allen McNamara l’ont introduite dans Science en 2008. Le modèle de la pile traite Tuzo et Jason comme un matériau du manteau chimiquement distinct, plus dense que la moyenne, qui s’est accumulé à la base du manteau et que façonnent de l’extérieur les panneaux froids et descendants de la tectonique des plaques. La forme des piles est déterminée par les endroits où les panneaux n’atterrissent pas.
La synthèse d’Allen McNamara de 2019 dans Tectonophysics est le résumé de référence. Les piles, y soutient-il, sont très probablement de composition distincte de celle du manteau environnant, plus denses à leur base, et à l’origine des panaches qui alimentent le volcanisme de point chaud. Ce qu’il ne pouvait pas dire, et ne peut toujours pas dire, c’est de quoi elles sont faites. La synthèse de 2016 de Garnero, McNamara et Shim dans Nature Geoscience faisait le même aveu, avec les mêmes réserves. L’existence des piles, leur excès de densité et leur longévité sont toutes assez bien établies par la sismologie et la reconstruction paléomagnétique. Leur chimie, non.
Le lien avec les panaches : pourquoi les volcans savent où se trouvent les masses
Prenez les points chauds actifs, les grandes provinces de basaltes de plateau et les champs de kimberlites des 320 derniers millions d’années, et replacez chacun à sa position au moment de l’éruption. Plus de 90 % d’entre eux se trouvent au-dessus des bords de Tuzo ou de Jason. C’est la conclusion centrale de Burke et Torsvik (2004), affinée par Burke, Steinberger, Torsvik et Smethurst (2008), puis confirmée de nouveau par Torsvik et al. (2014).
Les étroits rubans où la vitesse des ondes de cisaillement chute le plus brutalement à la limite noyau-manteau, c’est-à-dire les marges des LLSVP, sont appelés zones de génération de panaches. Les piles sont plus chaudes que le manteau environnant (parce que le noyau est chaud et que les piles l’isolent). Sur leurs marges, là où le contraste de température est le plus fort, le manteau devient instable et s’élève en panaches étroits qui montent sur toute la distance de 2 900 km jusqu’à la lithosphère. Quand une tête de panache arrive sous une plaque, elle fond ; le résultat est une province de basaltes de plateau, un plateau océanique ou une longue trace de point chaud.
Des exemples précis s’alignent sur cette géométrie. Hawaï se trouve au-dessus du bord occidental de Jason. L’Islande est souvent associée à la marge nord de Tuzo, bien que la relation exacte entre la racine de son panache et la LLSVP africaine soit encore débattue. La Réunion, source des trapps du Deccan, qui ont fait éruption il y a 66 millions d’années à la limite Crétacé–Paléogène, se situe au-dessus du flanc oriental de Tuzo. Les îles Canaries, dont La Palma, qui a connu une éruption en septembre 2021, se trouvent au-dessus du bord nord-ouest de Tuzo. Les Samoa se situent au-dessus du bord sud de Jason et surmontent l’une des plus grandes zones à ultra-faible vitesse cartographiées. Les trapps de Sibérie, qui ont fait éruption il y a 252 millions d’années à la limite Permien–Trias, se projettent vers le bas jusqu’à la petite anomalie PERM, que plusieurs auteurs interprètent comme un bras nord-est de Tuzo.
Le lien sibérien est celui qui pèse le plus lourd des six. Les trapps de Sibérie sont la plus vaste province de basaltes de plateau continentaux affleurants de la Terre, et leur éruption a coïncidé avec la pire extinction de masse des archives fossiles. L’événement de la fin du Permien a anéanti environ 81 % des genres marins et la majorité des familles de vertébrés terrestres, la crise biotique la plus sévère des archives du Phanérozoïque. Un article de 2023 paru dans Nature Communications, signé de Li et de ses collègues de l’Université de Jilin, a trouvé des indices électromagnétiques d’une anomalie de forte conductivité dans la zone de transition du manteau sous le craton sibérien, presque à la verticale de l’anomalie PERM. Ils l’interprètent comme le vestige en refroidissement du superpanache qui a alimenté les trapps de Sibérie : un panache fossile saisi en plein déclin.
Les trapps du Deccan, plus petits mais tout de même vastes, sont entrés en éruption par impulsions sur les quelques centaines de milliers d’années encadrant l’impact de l’astéroïde à Chicxulub. Une étude de modélisation de 2024 parue dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth, due à Ghosh et à ses collègues, a relié ces impulsions à un panache thermochimique montant du flanc oriental de la LLSVP africaine. Les dinosaures non aviens sont morts durant une crise dominée par l’impact de Chicxulub, le volcanisme du Deccan restant un facteur important, mais débattu, du stress environnemental autour de la limite. Si Ghosh et ses collègues ont raison, l’éruption du Deccan elle-même remonte à un panache issu du flanc oriental de Tuzo.
Les petites plages en bordure : les zones à ultra-faible vitesse
Si vous zoomez à haute résolution sur les marges de Tuzo et de Jason, vous découvrez quelque chose de plus étrange encore. Dans des plages isolées de quelques dizaines de kilomètres d’épaisseur et de plusieurs centaines de kilomètres de large, le ralentissement des ondes sismiques n’est plus un modeste 3 %. Il atteint jusqu’à 50 % pour les ondes de cisaillement et environ 10 % pour les ondes de compression. Ce sont les zones à ultra-faible vitesse, ou ULVZ. Elles se regroupent sur les bords des LLSVP comme les franges d’un tapis.
La plus grande ULVZ connue se trouve sous le point chaud d’Hawaï. Elle mesure environ 1 000 km de large pour 20 km de haut, et ses vitesses de cisaillement très faibles évoquent quelque chose de proche d’une fusion partielle ou d’un matériau extrêmement riche en fer. Une deuxième méga-ULVZ se trouve sous les Samoa, d’environ 800 sur 250 kilomètres en plan, avec une réduction de la vitesse de cisaillement d’environ 45 %. Maxim Ballmer, Sanne Cottaar et leurs collègues ont avancé que ces méga-ULVZ pourraient être les ancrages profonds de panaches traversant tout le manteau, marquant le point précis de la limite noyau-manteau où s’achèvent les racines d’un point chaud.
Des travaux récents avec des antennes sismiques ont commencé à cartographier les ULVZ dans des régions jusque-là restées dans l’ombre. Un article de 2024 paru dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth, signé d’Agboola et de ses collègues, a utilisé l’empilement à double antenne des ondes PcP, en profitant de la multiplication des nouvelles stations à large bande au sud d’environ 30° S, pour imager la structure des ULVZ sous l’hémisphère Sud, y compris sous le sud de l’océan Indien. Ils ont trouvé une structure d’ULVZ irrégulière et variable même loin des bords des LLSVP, ce qui complique l’image tranquille des ULVZ comme ornements de frange et laisse penser qu’elles peuvent se former par plusieurs processus. Maureen Long et Jonathan Wolf, dans un article de 2023 paru dans Geochemistry, Geophysics, Geosystems, ont cartographié deux ULVZ jusque-là non détectées au sud-est d’Hawaï et montré que l’anisotropie sismique et le matériau des ULVZ coïncident spatialement sur le bord de la LLSVP du Pacifique, ce qui laisse entrevoir que le manteau profond y circule dans une direction mesurable.
Savoir si les ULVZ sont des poches de fusion partielle, des accumulations denses d’oxydes riches en fer héritées d’un océan de magma, ou des amas de formations de fer rubanées anciennes subduites reste une question non résolue. L’article de Deng de 2025 suggère que des diapirs d’oxyde issu de l’exsolution du noyau pourraient expliquer au moins certaines d’entre elles, ce qui ferait des ULVZ la conséquence la plus directement observable d’un noyau qui fuit.
Ce que nous ne savons toujours pas
Malgré tous les progrès, la chimie de base de Tuzo et de Jason reste une hypothèse. La question de la densité n’est toujours pas tranchée. La tomographie de marée de Lau et de ses collègues a déduit que les deux tiers inférieurs des LLSVP pourraient être environ 0,5 % plus denses que le manteau environnant, bien que cet excès de masse puisse être concentré tout près de la base. Les travaux sur les modes de Stoneley de Koelemeijer, Deuss et Ritsema ont trouvé la tendance inverse pour l’ensemble des structures : leurs données s’accordaient le mieux avec une densité globale plus faible des LLSVP, sans exclure une mince couche basale plus dense. Autrement dit, même le signe de leur flottabilité nette dépend encore du modèle. Elles ont des bords nets, où la vitesse des ondes de cisaillement varie de plusieurs pour cent sur quelques dizaines de kilomètres : trop nets pour être purement thermiques, presque certainement compositionnels. Elles sont stables à l’échelle de 320 millions d’années des basaltes de plateau reconstitués et semblent stables à l’échelle de 540 millions d’années de la reconstruction phanérozoïque complète de Torsvik. Rien de tout cela ne nous dit, de façon définitive, de quoi elles sont faites.
Quelques questions restent ouvertes. Les piles sont-elles globalement flottantes (chaudes mais de composition distincte, soulevées par leur température) ou globalement denses (chimiquement plus lourdes, gardant leur position malgré leur chaleur) ? Différentes études de modes propres donnent des réponses différentes. Leurs bords sont-ils aussi nets que le suggère la sismologie, ou cette netteté est-elle un artefact de la façon dont la tomographie traite les gradients latéraux rapides ? Sont-elles vraiment stables à l’échelle du milliard d’années, ou se déplacent-elles lentement et ne paraissent-elles stables que parce que notre résolution, en remontant le temps profond, est médiocre ? Un article de modélisation de 2017 paru dans Nature, de Flament, Williams et de leurs collègues, a soutenu que des anomalies « de type Perm » peuvent naître, migrer à raison d’un centimètre par an, puis se résorber. L’immobilité absolue pourrait donc être une histoire que nous nous sommes racontée.
L’une des nouvelles sondes les plus prometteuses est minéralogique. Les diamants super-profonds, gemmes rares qui cristallisent entre environ 300 et 1 000 km de profondeur et arrivent en surface sous forme d’inclusions dans des cheminées de kimberlite, renferment de minuscules fragments de minéraux du manteau inférieur, ferropériclase, bridgmanite, pérovskite CaSiO₃, ringwoodite, enfermés à l’intérieur. Comme l’ont soutenu Fabrizio Nestola et ses collègues dans Communications Chemistry et ailleurs, ces inclusions sont des échantillons directs de matière du manteau provenant de profondeurs normalement inaccessibles. Les sites d’éruption de kimberlites se regroupent sur les bords des LLSVP, ce qui signifie que les diamants qu’ils transportent pourraient être les échantillons physiques les plus proches que l’humanité aura jamais de la roche qui entoure Tuzo et Jason. La chimie de leurs inclusions, en particulier leur teneur en fer et en oxygène, est exactement ce qu’il nous faut pour tester si les piles sont de la croûte océanique subduite, un résidu primordial, ou les deux.
Pourquoi cela compte en surface
La raison de s’intéresser à deux structures situées à 2 900 km sous vos pieds est qu’elles semblent choisir l’endroit où surviennent les plus grandes catastrophes volcaniques de la Terre. Les basaltes de plateau de l’ampleur des trapps de Sibérie ou du Deccan ne sont pas des événements fréquents (peut-être une douzaine au cours des 300 derniers millions d’années) et au moins trois d’entre eux coïncident étroitement avec des extinctions de masse. Les trapps de Sibérie, à 252 Ma, marquent la pire extinction des archives fossiles. La province magmatique de l’Atlantique central, à 201 Ma, marque l’extinction de la fin du Trias. Les trapps du Deccan, à 66 Ma, ont chevauché l’extinction de la fin du Crétacé qui a tué les dinosaures non aviens.
Si Torsvik et Burke ont raison, chacune de ces provinces a été alimentée par un panache issu du bord de Tuzo ou de Jason. La chaîne passe par les panaches, et non directement par les piles. Ce sont la lave et les gaz volcaniques en surface qui tuent les espèces, sur des milliers à des millions d’années. Les piles ne se trouvent qu’au début de la chaîne, où elles engendrent les panaches qui alimentent les éruptions. Elles sont le motif de fond, long et lent, qui sous-tend les catastrophes.
C’est aussi pourquoi l’article de Deng de septembre 2025 a attiré autant l’attention de la presse. Le groupe de Princeton et de Rutgers va plus loin que de faire remonter l’origine des LLSVP à environ quatre milliards d’années. Il soutient que la chimie du matériau issu de l’exsolution du noyau en refroidissement pourrait avoir rendu la Terre primitive singulièrement habitable, en influençant la convection du noyau, la production du champ magnétique et l’apport d’éléments légers aux réservoirs profonds du manteau qui ont ensuite alimenté le volcanisme de panache des premiers temps. L’enchaînement du raisonnement est long et la plupart de ses maillons sont encore en cours de test. Que des chercheurs soient prêts à le tracer en dit long sur la place centrale que les LLSVP ont prise dans presque toutes les histoires qui racontent comment cette planète est devenue ce qu’elle est.
Un continent, mais pas vraiment
Il est tentant d’appeler Tuzo et Jason des « continents au fond du monde ». La comparaison a quelque mérite : elles ont l’échelle d’un continent, sont chimiquement distinctes de la roche qui les entoure et sont restées à peu près au même endroit pendant des centaines de millions d’années. La métaphore trouve ses limites là où vous vous y attendez. Ce ne sont pas des plaques rigides et elles ne se déplacent pas d’un seul bloc. Elles s’écoulent à l’échelle des temps géologiques, comme toute roche du manteau, mais elles s’écoulent plus lentement que la roche qui les entoure et restent à peu près au même endroit pendant que les continents au-dessus d’elles migrent sur des dizaines de milliers de kilomètres. Elles sont aussi, presque certainement, bien plus chaudes que les continents (peut-être de 200 à 300 K au-dessus de la température ambiante du manteau inférieur), et cet excès de chaleur est l’une des raisons pour lesquelles leurs marges sont propices à la naissance de panaches.
Deux structures de la taille de continents, de part et d’autre de la planète, engendrent à elles deux les panaches qui ont provoqué certains des plus grands événements volcaniques de l’histoire de la Terre. Ce qui ressemblait à une tache floue dans le modèle de tomographie de Dziewonski de 1984 est aujourd’hui un élément de la Terre profonde qui a un nom et une histoire d’origine contestée. Trois choses devraient préciser le tableau dans la décennie à venir : des antennes sismiques à large bande plus denses dans l’hémisphère Sud et sur les océans, où la couverture en stations reste mince ; de nouvelles inclusions de diamants super-profonds provenant de champs de kimberlites situés au-dessus des marges des piles ; et des expériences de physique des minéraux menées à des pressions plus proches de celles de la limite noyau-manteau elle-même.
D’ici là, elles restent là où elles se trouvent depuis au moins 320 millions d’années, à 2 900 kilomètres sous nos pieds, source profonde des panaches qui ont construit les trapps du Deccan et ceux de Sibérie.
