Le noyau déséquilibré de la Terre ? L'étrangeté à l'intérieur de notre planète

Vue en coupe de la Terre avec une coupe montrant des couches et un noyau interne brillant.

La croissance déséquilibrée du noyau terrestre est suggérée par un nouveau modèle informatique. Cette illustration du noyau est via Johan Swanepoel/Shutterstock.

La croissance déséquilibrée du noyau de la Terre

Loin sous nos pieds, la Terrenoyau interneest du fer solide, très chaud et très dense. Il est entouré d'un fer-nickel en fusionnoyau externe(dont le flux génère le champ magnétique terrestre) et un manteau rocheux en grande partie solide mais qui, au fil des éons, se déplace lentement. Les illustrations montrent que le noyau interne de la Terre est rond, comme une boule. Mais le noyau de la Terre ne tend pas vers la rondeur. Un nouveauétudiersuggère que le noyau interne de la Terre se développeasymétriquement, c'est-à-dire plus rapide d'un côté que de l'autre. C'est apparemment le cas depuis que le noyau de notre planète a commencé à geler du fer en fusion il y a plus d'un demi-milliard d'années. La région du noyau interne avec la croissance la plus rapide est située sous leBande de mer.

Si le noyau interne croît plus rapidement d'un côté, cela signifie-t-il que le noyau est maintenant déséquilibré ? Non. L'attraction incessante de la gravité terrestre ramène ce qui serait autrement un noyau terrestre déséquilibré sous la forme d'une boule ronde.

Les chercheursannoncéleurs conclusions le 3 juin 2021 via l'Université de Californie à Berkeley.Géosciences de la nature publiélesÉvalués par les pairsrésultats le 3 juin. Les scientifiquesdéclarationdit le nouveau travail :

… a des implications pour le champ magnétique terrestre et son histoire, carconvectiondans le noyau externe entraîné par le dégagement de chaleur du noyau interne est ce qui entraîne aujourd'hui ledynamoqui génère le champ magnétique qui nous protège des particules dangereuses du soleil.

Encore une fois, le noyau de la Terre nefinirde guingois. La gravité le ramène à la forme d'une sphère.

Toujours,quelque chosefait qu'un côté du noyau internegrandirà un rythme plus rapide. Qu'est ce que ça pourrait être? Quoi qu'il en soit, il évacue la chaleur de ce côté du noyau - le refroidissant - plus rapidement que le côté opposé, le côté situé sous le Brésil.



L'évolution du noyau interne de la Terre

Pour comprendre pourquoi un côté du noyau interne de la Terre se refroidirait ou se solidifierait - se développerait - plus rapidement que l'autre côté, les chercheurs ont examiné l'histoire du noyau de la Terre et de seschamp magnétique.

La chaleur du noyau interne de la Terre provient de la désintégration radioactive, ainsi que de la chaleur résiduelle de la formation de la Terre il y a 4,5 milliards d'années. Depuis la formation de la Terre, la planète dans son ensemble s'est lentement refroidie. Comme il le fait, le noyau interne de la Terre se développe lentement. Il se développe en solidifiant ou en cristallisant des morceaux du noyau externe en fusion, à une vitesse d'environ 1 millimètre par an.

La libération de chaleur du noyau interne contribue à générer le champ magnétique de notre planète.Barbara Romanowiczà UC Berkeley, l'un des auteurs du nouvel article,commenté:

Nous fournissons des limites assez lâches sur l'âge du noyau interne - entre un demi-milliard et 1,5 milliard d'années - qui peuvent être utiles dans le débat sur la façon dont le champ magnétique a été généré avant l'existence du noyau interne solide. Nous savons que le champ magnétique existait déjà il y a 3 milliards d'années, donc d'autres processus ont dû conduireconvectiondans le noyau externe à ce moment-là.

Selon l'auteur principalDaniel Frostau Laboratoire sismologique de Berkeley (BSL) :

Le débat sur l'âge du noyau interne dure depuis longtemps. La complication est la suivante : si le noyau interne n'a pu exister que pendant 1,5 milliard d'années, d'après ce que nous savons de la façon dont il perd de la chaleur et de sa température, alors d'où vient l'ancien champ magnétique ? C'est de là qu'est venue cette idée d'éléments légers dissous qui gèlent ensuite.

Vue en coupe du noyau de la Terre et d

Le noyau interne de fer solide de la Terre (rouge) se développe lentement en raison du gel du noyau liquide externe (orange). Les cristaux, composés d'alliages fer-nickel hexagonaux compacts, sont alignés parallèlement à l'axe de rotation de la Terre. Le noyau externe est fondu. Image par Daniel Frost/UC Berkeley.

Réfléchir à un mystère vieux de 3 décennies

Les scientifiques se sont posé la question suivante : pourquoi le fer cristallisé dans le noyau est-il aligné le long de l'axe de rotation de la Terre ? Les cristaux de ferdevraitêtre alignés au hasard, mais au lieu de cela, ils suivent l'axe de la Terre, plus à l'ouest qu'à l'est.

Les scientifiques l'ont remarqué en mesurant combien de temps cela prendondes sismiquesdes tremblements de terre pour voyager à travers le noyau interne. En raison de l'asymétrie ouest-est, les vagues se déplacent plus rapidement dans une direction nord-sud et plus lentement d'est en ouest, le long de l'équateur.

Le nouveau modèle des chercheurs est en accord avec les observations des chercheurs sur ces temps de parcours des ondes sismiques. La différence de temps de trajet augmente également avec la profondeur et est décalée de l'axe de rotation de la Terre d'environ 250 miles (400 km).

Cercle multicolore à l

Cette illustration montre comment les cristaux de fer sont distribués et se déplacent dans le noyau interne de la Terre. Image via Marine Lasbleis/UC Berkeley.

Un modèle informatique de la croissance des cristaux de fer

Frost et Romanowicz, ainsi queMarine Lasbleisof the Université de Nantes in France andBrian Chandlerde l'UC Berkeley, a créé un nouveau modèle informatique. Ce modèle combinait d'autresgéodynamiqueles modèles de croissance et la physique minérale du fer à haute pression et haute température. Frost a dit :

Le modèle le plus simple semblait un peu inhabituel, à savoir que le noyau interne est asymétrique. Le côté ouest est différent du côté est jusqu'au centre, pas seulement au sommet du noyau interne, comme certains l'ont suggéré. La seule façon d'expliquer cela est qu'un côté croît plus vite que l'autre.

Dans ce modèle, la croissance asymétrique est d'environ 60 % plus élevée à l'est.

Les résultats suggèrent également que le noyau interne est composé d'environ 4 à 8 % de nickel et le reste de fer. Il est intéressant de noter que cela est similaire aux proportions trouvées dansmétéorites de fer. Les scientifiques pensent que ces météorites faisaient autrefois partie des noyaux deplanètes naines.

Des centaines de petits triangles et cercles sur la carte de la Terre, avec des annotations textuelles.

Les triangles sur cette carte montrent les emplacements des sismomètres utilisés pour détecter les ondes sismiques des tremblements de terre (cercles). Image par Daniel Frost/UC Berkeley.

Jeune homme souriant aux cheveux roux courts, vêtu d

Le géophysicien Daniel Frost de l'UC Berkeley a dirigé les nouvelles recherches sur le noyau interne de la Terre. Image viaD.A. Frost.

Conclusion : le noyau interne de la Terre est asymétrique et croît plus rapidement d'un côté que de l'autre. Un nouveau modèle informatique de chercheurs de l'UC Berkeley montre comment un refroidissement plus rapide d'un côté du cœur aide à expliquer pourquoi.

Source : Histoire dynamique du noyau interne contraint par l'anisotropie sismique

Via UC Berkeley