Sous l’Antarctique, l’histoire profonde du plus grand « creux de gravité » de la Terre.
L’Antarctique vu depuis l’espace. Une nouvelle étude montre que des courants de roche lents et profonds à l’intérieur de la Terre ont contribué à façonner la plus forte anomalie gravitationnelle à grande échelle de la planète sous le continent antarctique
Pourquoi la gravité est-elle légèrement plus faible au-dessus de l’Antarctique que partout ailleurs sur la planète ? Et comment cette anomalie spectaculaire s’est-elle installée, puis durablement renforcée, au cours de l’histoire de la Terre ?
Une nouvelle étude publiée en libre accès dans Scientific Reports apporte des éléments de réponse décisifs. Menée par une équipe de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), cette recherche a bénéficié du soutien majeur de l’initiative Make Our Planet Great Again (MOPGA), financée par l’Agence nationale de la recherche (ANR).
Remonter le temps jusqu’au cœur de la planète
Pour comprendre l’origine de ce creux de gravité unique, les chercheurs ont reconstruit l’évolution de la dynamique interne de la Terre sur près de 70 millions d’années. Ce « creux de gravité » ne correspond pas à un trou physique, mais à une vaste ondulation du champ de gravité terrestre, liée à un déficit de masse. Leur approche combine des images issues de la tomographie sismique — comparables à des radiographies de l’intérieur du globe obtenues à partir des ondes sismiques — avec des modèles physiques décrivant la déformation extrêmement lente des roches du manteau.
Cette méthode permet de produire une véritable « histoire animée » des courants profonds sous l’Antarctique, et de suivre leur évolution à l’échelle des temps géologiques.
Un moteur profond qui change de régime
Les résultats révèlent un tournant majeur entre environ 50 et 30 millions d’années. Dans un premier temps, le creux de gravité était principalement lié à l’enfoncement de roches froides et denses vers les profondeurs du manteau, le long des marges pacifique et sud-atlantique du continent antarctique.
Puis, progressivement, une dynamique différente s’impose : une vaste colonne de roches chaudes et plus légères, située sous la mer de Ross, large de plusieurs milliers de kilomètres, remonte depuis les grandes profondeurs vers le manteau supérieur. Cette remontée lente mais continue modifie en profondeur la répartition des masses sous le continent.
La mise en place d’une anomalie gravitationnelle hors norme
La combinaison de ces deux processus — l’enfoncement durable de roches froides sur les marges du continent et la remontée de matériaux chauds sous son centre — accentue fortement le déficit de masse sous l’Antarctique. Le creux de gravité se stabilise alors dans sa position actuelle et atteint l’intensité exceptionnelle que l’on observe aujourd’hui, faisant de cette région la plus grande anomalie gravitationnelle continentale de la planète.
Quand la dynamique du manteau influence la surface
Cette période clé de l’évolution interne de la Terre coïncide avec un léger mais bien documenté déplacement de l’axe de rotation de la planète, connu sous le nom de dérive du pôle, autour de 50 millions d’années. L’étude établit ainsi un lien direct entre la circulation profonde du manteau, les variations à grande longueur d’onde du champ de gravité mesuré en surface et des changements subtils, mais globaux, du comportement de la Terre.
Ce que cette étude change dans notre compréhension de la Terre
En retraçant l’évolution du creux de gravité antarctique sur plusieurs dizaines de millions d’années, ce travail apporte une vision intégrée des liens entre dynamique interne, champ de gravité et rotation de la planète. Il montre comment des processus lents et invisibles à l’échelle humaine peuvent laisser une signature mesurable à la surface du globe, et même influencer l’orientation de la Terre dans l’espace.
Un soutien scientifique international, avec un ancrage fort à l’IPGP
Le soutien de l’initiative Make Our Planet Great Again a joué un rôle central dans la réalisation de cette étude, illustrant l’engagement de la France — et de l’IPGP — dans la recherche fondamentale sur le système Terre, en interaction étroite avec des partenaires internationaux.
Référence
Glišović, P. & Forte, A. M. (2025). Cenozoic evolution of Earth’s strongest geoid low illuminates mantle dynamics beneath Antarctica. Scientific Reports (groupe Nature).
Article en libre accès.
Coupe schématique sous l’Antarctique illustrant la dépression du géoïde (anomalie de gravité). L’enfoncement de roches froides et denses (plaques plongeantes) de part et d’autre, combiné à une remontée de roche chaude au centre, crée un déficit de masse, ce qui se traduit par une gravité légèrement plus faible au-dessus du continent(flèches noires). Déformation verticale exagérée. Ce schéma conceptuel synthétise la structure de densité et d’écoulement du manteau sous l’Antarctique prédite par les reconstructions de convection (voir Fig. 5 dans l’article).
