La Terre pourrait avoir un noyau dans son noyau dans son noyau

Le noyau interne solide de la Terre pourrait en fait être composé de deux parties, un noyau interne et une enveloppe qui a besoin d’un nouveau nom.

Schéma des couches de la Terre, et des ondes sismiques qui rebondissent sur la croûte et sont ralenties par le passage dans les différentes couches. Le noyau le plus interne fait environ la moitié du diamètre du noyau interne, mais est petit par rapport au noyau externe et au manteau. Crédit image : Drew Whitehouse, Vizlab de la National Computational Infrastructure, Australian National University.

Comme un oignon ou un ensemble de poupées russes, il semble que la structure interne de la Terre soit sans fin. De nouvelles recherches indiquent que le composant connu sous le nom de “noyau interne” se compose d’un noyau le plus interne et d’un noyau intermédiaire (toujours appelé interne). Bien que tous deux soient probablement constitués de fer et de nickel solides, il semble que les deux soient suffisamment différenciés pour devoir être traités séparément si nous voulons comprendre la formation et le comportement de notre planète.

Les connaissances de l’humanité sur le fonctionnement interne de notre planète dépendent des tremblements de terre. Les ondes sismiques produites lors des tremblements de terre rebondissent sur les limites de la planète ou se déforment, comme les ondes lumineuses qui se réfléchissent ou se réfractent à la suite d’un changement de milieu. Cependant, plus on s’enfonce dans les profondeurs, plus il est difficile de les étudier, à la fois parce que seules les ondes passant presque directement par le centre de la planète sont affectées, et à cause du bruit créé par les interactions aux frontières plus éloignées.

Par conséquent, bien que l’hypothèse d’un noyau interne ait été émise depuis plus de 20 ans, son existence est restée incertaine. Le Dr Thanh-Son Phạm et le professeur Hrvoje Tkalčić de l’Université nationale australienne affirment dans un nouvel article qu’ils l’ont enfin confirmé. Pour obtenir leur réponse, ils ont utilisé les retards dans les temps d’arrivée des ondes sismiques de 200 séismes de magnitude 6 ou plus qui ont rebondi à travers la Terre, passant dans certains cas cinq fois. Le précédent enregistrement le plus élevé était de deux passages, avec un seul rebond sur la croûte.

Phạm et Tkalčić décrivent le noyau le plus interne comme une “boule métallique” solide de 650 kilomètres

de diamètre, ce qui le rend plus petit que Cérès, mais plus grand que tout autre astéroïde de la ceinture principale. Les ondes sismiques P le traversent 4 % plus lentement lorsqu’elles suivent une trajectoire inclinée à 50 degrés par rapport à l’axe de rotation de la Terre. Les auteurs interprètent ce phénomène comme le signe d’une structure cristalline due à la façon dont les atomes de fer s’organisent à des températures et des pressions très élevées. Le mouvement dans le reste du noyau solide est plus lent dans la direction du plan équatorial.

“Ce noyau interne est comme une capsule temporelle de l’histoire de l’évolution de la Terre – c’est un enregistrement fossilisé qui sert de passerelle vers les événements du passé de notre planète. Des événements qui se sont produits sur Terre il y a des centaines de millions à des milliards d’années”, a déclaré Tkalčić dans un communiqué. Les auteurs suggèrent qu’un événement mondial majeur a provoqué la différenciation du noyau le plus interne du reste du noyau interne, bien qu’ils ne sachent pas encore ce que c’était.

On pense que le noyau interne dans son ensemble grandit à mesure que des parties du noyau externe liquide se solidifient. Cependant, nous ne savons pas si la frontière entre le noyau le plus interne et l’enveloppe qui l’entoure se déplace.

Selon les auteurs, ces travaux ont été rendus possibles par le nombre croissant de capteurs sismiques répartis sur la planète. En ratissant large et en combinant les résultats provenant de nombreux endroits, les auteurs ont pu suivre les ondes sismiques avec un niveau de détail sans précédent, y compris celles qui se déplacent du nord au sud et traversent presque directement la Terre. Ils ont également mis au point des techniques permettant d’amplifier le signal des ondes sismiques lointaines, en le distinguant du bruit localisé.

Les auteurs proposent que les recherches futures portent sur la frontière entre le noyau le plus interne et la coquille qui l’entoure. L’année dernière, Tkalčić et un autre collègue ont remis en question les idées reçues sur la structure interne de Mars, en apportant la preuve que son manteau contient encore du magma mobile, plutôt que de s’être refroidi en une enveloppe solide.

L’article est publié dans Nature Communications.

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Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche