Publié le 2024-02-29 14:30:00. Une équipe internationale de scientifiques a percé un mystère sur la composition du noyau terrestre, expliquant pourquoi les ondes sismiques ne se propagent pas de la même manière selon la direction. Cette découverte pourrait améliorer notre compréhension du champ magnétique terrestre et de son évolution.
- Les ondes sismiques se déplacent jusqu’à 4 % plus vite dans la direction de l’axe de rotation de la Terre que vers l’équateur.
- La présence de silicium et de carbone, mélangés au fer composant le noyau, expliquerait ces variations de vitesse.
- Les résultats suggèrent que le noyau interne de la Terre est stratifié, avec une partie externe plus riche en éléments légers qu’un centre principalement composé de fer.
Depuis longtemps, les sismologues observent une particularité intrigante : les ondes de choc, généralement provoquées par des tremblements de terre, ne se comportent pas de manière uniforme à l’intérieur de notre planète. Plus précisément, celles qui se dirigent vers l’axe de rotation terrestre voyagent jusqu’à 4 % plus rapidement que celles qui se propagent en direction de l’équateur. Ce phénomène, connu sous le nom d’anisotropie, présente des variations significatives entre les parties externe et interne du noyau.
Jusqu’à présent, aucune explication satisfaisante n’avait été proposée. Des chercheurs de plusieurs universités européennes ont récemment publié leurs conclusions dans la revue Nature Communications. Leurs travaux apportent un nouvel éclairage sur cette énigme.
L’étude se concentre sur la composition du noyau terrestre, principalement constitué de fer, mais contenant également de petites quantités d’éléments plus légers tels que le silicium et le carbone. Selon les scientifiques, ces éléments joueraient un rôle déterminant dans l’anisotropie observée.
« Il existe plusieurs hypothèses sur l’origine de ces anisotropies. Nous avons donc décidé d’étudier l’effet combiné du silicium et du carbone sur le comportement de déformation du fer. »
Carmen Sanchez-Valle, minéralogiste à l’Université de Münster
Le noyau externe de la Terre est liquide, tandis que le noyau interne est solide. On pense que ce dernier contient des alliages de fer enrichis en éléments légers. Même de légères variations dans la composition de ces alliages peuvent avoir un impact considérable sur leur résistance mécanique et leurs propriétés élastiques.
Pour simuler les conditions extrêmes régnant au cœur de la Terre, des scientifiques de Hambourg ont utilisé des instruments spécifiques. Des alliages de fer, de silicium et de carbone ont été soumis à des pressions équivalentes à un million d’atmosphères et à des températures dépassant les 800 °C. Les résultats ont révélé que le matériau se comportait différemment du fer pur : les cristaux des alliages tendaient à s’aligner dans des directions spécifiques sous l’effet de la pression, plutôt que de se répartir aléatoirement.
Qu’est-ce que cela signifie ?
En résumé, ces découvertes renforcent l’idée que le noyau interne de la Terre est en réalité composé de plusieurs couches. La partie externe contiendrait davantage d’éléments légers, tandis que le centre de la planète serait plus riche en fer. Ce mélange expliquerait les différences de vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Les scientifiques parlent de stratification chimique, un processus qui se serait déroulé progressivement au fil des milliards d’années de refroidissement de la Terre.
L’intérêt de cette recherche dépasse le cadre académique. La structure du noyau terrestre influence également le comportement du champ magnétique, qui protège notre planète des rayonnements cosmiques. Une meilleure compréhension de l’intérieur de la Terre pourrait donc aider à expliquer les variations du champ magnétique et à anticiper leurs conséquences.
