Le noyau interne de la Terre tourne à sa propre vitesse, est très chaud et a très probablement contribué à préserver la vie et
Comment la Terre a-t-elle pu restaurer son champ magnétique si rapidement ?
Les scientifiques commencent de plus en plus à croire quecela était dû à l'émergence du noyau interne de la Terre. Il s’agit d’une sphère de fer solide située à l’intérieur d’un noyau externe en fusion. Ce dernier est constitué de métal bouillonnant qui génère le champ magnétique de la planète.
Les chercheurs suggèrent que le noyau interneest apparue environ 4 milliards d'années après la naissance de la planète elle-même. Sa croissance était lente, de quelques millimètres par an. Selon les scientifiques, cela a conduit à une activité dans le noyau externe et a provoqué une augmentation de la puissance du champ magnétique.
"Le noyau interne a restauré le champ magnétiqueTerre : et cela s'est produit au moment le plus opportun de l'évolution, explique John Tarduno, géophysicien à l'Université de Rochester. "Que serait-il arrivé s'il ne s'était pas formé ?"
Les scientifiques se demandent encore comment et pourquoi lesle noyau est apparu pendant cette période. "Le noyau interne est une planète dans une planète", a déclaré Hrvoe Tkalcic, sismologue à l'Université nationale australienne (ANU). « Il a sa propre topographie, sa propre vitesse de rotation et sa propre structure. C'est sous nos pieds, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas sur son fonctionnement."
Comment notre "planète" intérieure est-elle étudiée ?
Pour étudier le noyau interne, les chercheurs utilisent des ondes sismiques rares provenant de tremblements de terre ou d’essais nucléaires qui pénètrent ou se réfléchissent depuis le noyau interne.
Les sismologues ont donc découvert que le noyau internetourne indépendamment du reste de la planète. À l’aide de modèles informatiques, ils ont prédit sa structure, ainsi que le comportement inhabituel des alliages de fer sous haute pression.
Pendant longtemps l'humanité a eu desidées sur la structure interne de la Terre. Ce n'est qu'au début des années 1930 qu'Inge Lehmann, une sismologue danoise, a remarqué une nouvelle variété d'ondes P, ou ondes de pression. Ils ont souligné que le noyau de la Terre n'est pas complètement liquide. En 1936, Lehmann avait conclu que la Terre avait un noyau interne solide. De plus, les chercheurs ont remarqué que chaque année, les ondes P traversant le noyau interne sont légèrement accélérées. Cela ne peut s'expliquer que d'une seule manière - le noyau interne tourne plus vite que le reste de la planète, environ 1 ° par an. Tous les 400 ans, ont-ils suggéré dans un article de Nature de 1996, le noyau interne faisait une révolution supplémentaire à l'intérieur de la Terre.
Cette découverte a choqué de nombreux géophysiciens, quile noyau interne était supposé tourner à la même vitesse que le manteau. Si vous étudiez sa rotation, cela vous aidera à comprendre comment le noyau interne se connecte au noyau externe et affecte le champ magnétique. Cela expliquera également pourquoi les pôles magnétiques de la Terre errent et se retournent de temps en temps.
Donc le noyau interne se déplace plus vite que la Terre, n'est-ce pas ?
Pas vraiment.Le chercheur Yi Yang a ensuite compilé la base de données sur les tremblements de terre la plus complète au monde. Après les avoir analysés, Yang a découvert que le noyau interne tourne à la même vitesse que le manteau. Puis est survenu un fait encore plus inhabituel : selon une étude de 2021, le noyau interne tournait plus lentement que le reste de la planète, d’environ 0,05° par an.
Les chercheurs ont commencé à spéculer quele noyau interne a son propre rythme. Pendant des décennies, les radioastronomes ont suivi des changements infimes dans la rotation de la Terre. Ils ont été observés selon le système de référence spatial : ils ont suivi les changements de position d'objets spatiaux éloignés. La plupart des fluctuations tout au long de l'année sont dues aux ouragans et aux tremblements de terre, mais il existe une petite fluctuation régulière sur 6 ans qui ne peut pas être facilement expliquée.
"Nous ne savons pas encore pourquoi cela se produit, mais tout le monde parie sur le noyau", Benjamin Chao, géomètre à l'Academia Sinica.
De quoi est composé le noyau interne ?
Le noyau interne est l'endroit le plus métalliquepar terre. Il contient encore plus de métaux que celui extérieur. Les deux sont faits principalement de fer avec une touche de nickel. On pense également que le fer contient des traces d'éléments plus légers tels que l'oxygène, le carbone et le silicium.
Lorsque le fer cristallise sur une croissancesurface du noyau interne, il éjecte certains de ces éléments de lui-même. Le résultat est du fer presque pur. C'est comme de la glace qui se forme dans un seau d'eau salée : elle déplace le sel et devient principalement de l'eau douce. Les éléments éjectés du noyau sont plus légers que le fer : ils s'élèvent et se précipitent vers l'avant : ce processus provoque jusqu'à 80 % de convection, qui génère le champ magnétique terrestre.
La convection est un type de transfert de chaleur et de transfert de chaleur, au cours duquel l'énergie interne est transférée par des jets et des flux de la substance elle-même.
Qu'ignorons-nous encore du noyau interne ?
Qu'arrive-t-il au fer restant - sur ce sujetil y a un débat en cours. Les atomes de fer à la surface de la Terre – comme ceux d’une poêle en fonte – ont une structure cubique. Mais si de minuscules échantillons de fer sont pressés entre deux diamants et créent une pression similaire à celle du noyau interne, les atomes se réorganisent en hexagones.
La difficulté est que personne n'a encoresait ce qui arrive au fer lorsqu'il est simultanément comprimé et chauffé à des milliers de degrés, explique Lidunka Vochadlo, physicienne des minéraux computationnelle à l'University College de Londres.
Ces conditions sont difficiles à recréer en laboratoire,parce que le carbone des diamants contamine souvent le fer lorsqu'il est chauffé, a noté Vochadlo. Son équipe a effectué des simulations informatiques et a découvert que la forme d'un hexagone, ou hexagone, est la structure la plus stable dans les conditions du noyau interne. Les modèles montrent également que le fer pur devient mou lorsqu'il est à 98 % de son point de fusion.
Par exemple, l'eau doit refroidir en dessous du pointgeler pour former de la glace. Les chercheurs ont suggéré que le fer ne pourrait pas se solidifier pour prendre une forme hexagonale s’il faisait près de 1 340 °C de moins que son noyau interne. Début 2022, une modélisation à l’échelle atomique a été publiée, suggérant que le fer accumulé dans le noyau interne pourrait d’abord cristalliser sous une forme cubique avant de passer à une forme hexagonale.
Comment le noyau interne et la vie sur Terre sont-ils connectés ?
Selon les informations provenant d'une formation volcanique apparue il y a 565 millions d'années sur la rive nord du fleuve Saint-Laurent, le champ magnétique était à cette époque le dixième de ce qu'il est aujourd'hui.
Cela était probablement dû au fait que lele noyau perdait rapidement de la chaleur, explique Peter Driscoll, géodynamicien à la Carnegie Institution for Science. Si le champ magnétique terrestre devait disparaître complètement, la vie, telle qu'elle se développe, serait fortement exposée au rayonnement des éruptions solaires. L’augmentation des radiations pourrait épuiser l’oxygène, une ressource précieuse pour toute vie.
À peine 30 millions d'années plus tard, l'intensité du champ magnétiqueles marges ont atteint 70 % des valeurs actuelles. À peu près à la même époque, le développement actif de la vie provoqua une révolution sur Terre. C'est alors que la plupart des groupes d'animaux sont nés, les premières espèces terrestres sont apparues.
Peut-être que le monde naissant et tous les êtres vivantssur la planète Terre doivent leur existence au noyau interne de fer, situé à 5 000 km en dessous de nos pieds. Les chercheurs tentent désormais de reproduire en laboratoire les conditions rencontrées dans la carotte : une tâche difficile mais nécessaire. Avec l'aide d'une telle expérience, il est possible de confirmer les conclusions tirées précédemment par les chercheurs sur la base de modèles mathématiques.