Une étude, dont les résultats intitulés "Discovery of distinct lithosphere-asthenosphere boundary and the Gutenberg discontinuity in the Atlantic Ocean" ont été publiés dans la revue Science Advances, est parvenue, à l’aide de techniques de sismique réflexion profonde à haute résolution, à imager la frontière entre lithosphère et asthénosphère sur un profil de 1 400 km de long dans l’océan Atlantique et permis de déterminer les structures et dynamiques de cette zone frontière", alors que la localisation exacte de cette frontière restait encore énigmatique.

Relevons tout d'abord que "la Terre est la seule planète du système solaire dont la surface est divisée en différentes plaques, communément appelées lithosphère". La théorie de la tectonique des plaques décrit "une lithosphère solide et rigide qui se déplace sur une asthénosphère déformable" ("les volcans et séismes étant les manifestations les plus visibles marquant les frontières entre ces plaques").

Par ailleurs, "au niveau des dorsales, où se forme la croûte océanique par remontée et fusion du manteau, la lithosphère est de faible épaisseur mais à mesure que la plaque s’éloigne de la dorsale, la lithosphère refroidit et s’épaissit, marquant la séparation avec l’asthénosphère".

Cependant, l'observation de cette frontière, située à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur, restait un sujet de débat, car "les techniques sismologiques d’imagerie traditionnelles proposaient une résolution trop faible pour imager précisément la base de la lithosphère, pouvant même conduire à des résultats contradictoires selon les méthodes utilisées ou par rapport à certaines modélisations".

En particulier, "certaines études suggèrent par exemple que la frontière lithosphère-asthénosphère correspond à la discontinuité de Gutenberg, définie par Beno Gutenberg au début du 20e siècle, située à une profondeur de 70 à 80 km".

Dans ce contexte, en 2015, une campagne de l' IPGP a été menée dans l’océan Atlantique équatorial. Une technologie de pointe, utilisée dans l’industrie, a permis d'acquérir "1 400 km de profil de sismique réflexion couvrant une zone de la lithosphère océanique âgée de 2 à 75 millions d’années". Concrètement, tandis que le navire se déplaçait à une vitesse d’environ 7 km/h, "les données sismiques étaient enregistrées tous les 75 m, permettant d’imager les structures de la Terre profonde avec une résolution jamais égalée, à intervalles de 6,25 m en continu tout le long des 1 400 km de profil".

Deux réflexions distinctes ont été identifiées dans le manteau terrestre : "une frontière lithosphère-asthénosphère qui s’approfondit avec l’âge de la lithosphère et une discontinuité de Gutenberg qui reste constante à une profondeur de 75 km".

Au bout du compte, ces observations "suggèrent, d’une part, que la frontière lithosphère-asthénosphère ressemble bien à une frontière entre état solide et fusion qui correspond à une température de ~1250 °C, où la lithosphère solide repose sur des lentilles de magma riche en eau" et que, d’autre part, "la discontinuité de Gutenberg est une frontière qui se forme à la dorsale divisant le manteau riche en eau et le manteau pauvre en eau, et reste stable au cours du temps".

En outre, "les données collectées lors de cette campagne océanographique indiquent également que le passage ou la présence d’un point chaud, qui remonte du manteau, peut avoir un effet de rajeunissement de la lithosphère, soulever la frontière lithosphère-asthénosphère et détruire la discontinuité de Gutenberg".