Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, a permis de reproduire en laboratoire les conditions extrêmes qui existent dans la Terre profonde afin d’étudier la fusion des basaltes océaniques. Ces expériences conduisent à présenter une explication nouvelle aux anomalies sismologiques observées à la base du manteau et permettent d’estimer la température à l'interface entre le noyau et le manteau à environ 4000 Kelvins.

Il faut rappeler que la chaleur interne de la Terre, qui «provient de la chaleur accumulée pendant l’accrétion planétaire, mais aussi de la chaleur latente de cristallisation de la graine, au centre de la Terre, ainsi que de la désintégration radioactive», crée «des mouvements de convection responsables de la tectonique des plaques».

De ce fait, «du matériel chaud remonte vers la croûte et du matériel froid plonge vers les profondeurs de la Terre». Comme «lorsque le manteau ascendant s'approche de la surface, il commence à fondre à l’aplomb des dorsales océaniques», le basalte, qui s’épanche alors, forme le fond des océans, appelé «croûte océanique».

Cette croûte et «la lithosphère océanique qui la supporte» retournent ensuite dans le manteau dans le cadre de la subduction. Ainsi, «la croûte océanique la plus ancienne n’a que 165 millions d’années», alors qu'à la surface de la Terre, il existe «des continents vieux de plusieurs milliards d’années».

Comme, aux environs de la frontière noyau-manteau, «dans une région nommée D” et située de 2600 à 2900 km de profondeur», la température augmente très vite et qu'il existe «des anomalies de vitesses de propagation des ondes sismiques très localisées géographiquement dont l'amplitude correspond mal au manteau partiellement fondu («aucune poche de liquide n'est détectée par la sismologie dans le manteau très profond»), pour en apprendre plus sur ces phénomènes, quelques échantillons microscopiques de roches ont été soumis à des pressions et températures extrêmes et leurs structures ont été observées à l’aide du faisceau de rayons X extrêmement brillant de l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility).

Il est alors apparu que «les basaltes ont une température de fusion plus faible que le manteau terrestre formé de péridotite» de sorte que «lorsque ces basaltes entrent en fusion à proximité de la frontière noyau-manteau», des liquides très riches en silice (SiO₂) sont émis.

Les anomalies sismiques pourraient alors résulter «de la fusion de morceaux de plaques océaniques basaltiques subduites» lié au caractère irrégulier des mouvements de convection dans le manteau profond.

Comme le manteau est «lui-même saturé en oxyde de magnésium (MgO), la rencontre de ces liquides avec le manteau produirait une réaction rapide entraînant la formation d’une phase solide appelée pérovskite (MgSiO₃)», de sorte que la formation de veines de liquide serait rapidement suivie par leur solidification, ce qui «expliquerait pourquoi aucune poche de liquide n'est détectée par la sismologie dans le manteau très profond»

Si l'hypothèse que c'est «le basalte, et non le manteau, qui fond dans la région D"» (en provoquant les anomalies sismologiques observées à la base du manteau) est la bonne, alors «la température à l'interface entre le noyau et le manteau» serait «comprise entre 3800 et 4150 kelvins, supérieure à la température de fusion du basalte et inférieure à celle du manteau», ce qui constituerait «la détermination la plus précise de la température à l’interface noyau-manteau disponible aujourd'hui».