Des chercheurs de l'Université de Tsukuba ont fait une découverte révolutionnaire concernant l'origine de l'eau non météorique dans les eaux thermales naturelles situées au centre du Japon. Basés sur une modélisation numérique, leurs résultats suggèrent que cette eau est confinée dans la lithosphère depuis une longue période de 1,5 à 5 millions d'années. Ils ont identifié trois sources principales de cette eau ancienne : la plaque marine des Philippines, la plaque du Pacifique et les anciens sédiments du fond marin, en particulier dans les régions de Niigata et du sud-ouest de Gunma.
Bien que la plupart des eaux thermales naturelles proviennent principalement de précipitations atmosphériques, telles que la pluie et la neige (appelées eaux météoriques), la présente étude a exploré les qualités uniques de certaines eaux thermales. En analysant les compositions isotopiques stables de l’hydrogène et de l’oxygène dans les molécules d’eau, les chercheurs ont identifié des caractéristiques distinctes qui indiquent la présence d’eau lithosphérique piégée depuis longtemps.
Ils ont suivi l'évolution isotopique de cette eau grâce à une modélisation numérique sophistiquée et ont découvert que divers types d'eau, y compris celles trouvées profondément sous le fond marin ainsi que dans les volcans de boue sous-marins, les saumures des champs pétrolifères côtiers et la vapeur volcanique provenant des zones de subduction des plaques, partagent une trajectoire évolutive commune.
De plus, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour reconstruire la composition isotopique originale de l'eau lithosphérique en éliminant les effets de la contamination de l'eau météorique à partir des données isotopiques des eaux thermales naturelles. Grâce à cette approche, les chercheurs ont calculé la composition isotopique des eaux lithosphériques aux profondeurs de différents sites thermaux et ont comparé ces valeurs avec celles reconstituées à partir des eaux thermales naturelles.
Sur la base de la répartition géographique des eaux thermales, elles ont été classées en trois groupes : celles compatibles avec la subduction de la plaque marine des Philippines ou de la plaque Pacifique et celles présentant une évolution isotopique minimale et ne s'alignant donc sur aucune des deux plaques.
Ces découvertes révèlent non seulement la structure complexe et tridimensionnelle et l'évolution de la circulation des eaux ultra-profondes (> 100 km de profondeur), mais ont également des implications cruciales pour la compréhension du rôle de l'eau dans les activités sismiques et volcaniques. Ces recherches ouvrent la voie à des progrès dans la prévision et la prévision des tremblements de terre et des éruptions volcaniques.
Ce travail a été soutenu par une subvention pour la recherche scientifique (subventions nos 15H02957 et 19H01370) de la Société japonaise pour la promotion de la science. Les auteurs remercient tous les gestionnaires des spas étudiés individuellement pour avoir accepté la collecte de l'eau à la source du spa.
