Une étude, dont les résultats intitulés «Water input into the Mariana subduction zone estimated from ocean-bottom seismic data» ont été publiés dans la revue Nature, a permis d'évaluer la quantité d’eau qui est emportée vers l’intérieur de la Terre dans la zone de subduction de la fosse des Mariannes (où se rencontrent la plaque Pacifique et la plaque Philippines): elle apparaît être quatre fois plus importante que ce l’on pensait.

Rappelons tout d'abord que «dans une zone de subduction, la plaque tectonique la plus dense glisse sous la plus légère et plonge dans le manteau terrestre». Comme «avant de plonger, la plaque plie, ce qui provoque des fractures», l'eau «s’insinue dans les fissures et s’immisce dans la structure des minéraux qui constituent les roches» de sorte qu'elle reste «piégée dans les roches hydratées».

Cependant, «s’il est évident que les zones de subduction sont la porte d’entrée de l’eau dans le manteau, les volumes en jeu, et donc leur influence sur le cycle de l’eau, restent mal connus». Jusqu'ici, des études précédentes, «réalisées sur plusieurs zones de subduction», avaient «mis en évidence la présence de roches hydratées dans la plaque plongeante à des profondeurs de quelques kilomètres», sans pouvoir estimer réellement «la quantité d’eau transportée dans les régions plus profondes du manteau supérieur».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a utilisé «une nouvelle méthode d’imagerie qui exploite les des ondes sismiques». Concrètement, un réseau de 19 sismomètres répartis sur le fond de l’océan et de 7 stations sismologiques installées sur les îles proches de la fosse des Mariannes», a permis d'analyser la propagation des ondes sismiques de 380 séismes survenus plus ou moins loin de la fosse» avec «une résolution spatiale et une précision plus importantes» que celles obtenues jusqu'à présent.

Au bout du compte, le sondage «de la zone de subduction des Mariannes jusqu’à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur» amène à penser «que l’équivalent de trois millions de milliards de tonnes d’eau par million d’années sont enfouis dans la zone de subduction des Mariannes», une quantité «quatre fois supérieure aux précédentes estimations», qui «modifie la vision actuelle du cycle de l’eau dans la Terre solide», car «l’eau joue un rôle essentiel dans la dynamique du manteau terrestre, puisque «l'hydratation des roches influe sur la convection, le volcanisme, la tectonique des plaques et les séismes».

Il en résulte un problème: «si la quantité d'eau enfouie a été aussi sous-estimée, le bilan du cycle de l’eau n’est pas correctement équilibré dans les modèles actuels». Il y a deux possibilités: «soit la fosse des Mariannes est une exception parmi les zones de subduction, soit le flux d’eau du manteau vers la surface a lui aussi été sous-estimé».

En tout cas, «comme l’hydratation favorise la captation du dioxyde de carbone, il est probable que l’ampleur du cycle géologique du carbone» devra être réévaluée.