Les scientifiques ont confirmé que le noyau interne de la Terre a tellement ralenti qu’il recule. Voici ce que cela pourrait signifier

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Au plus profond de la Terre se trouve une boule de métal solide qui tourne indépendamment de notre planète en rotation, comme une toupie dans une toupie plus grande, enveloppée de mystère.

Ce noyau interne a intrigué les chercheurs depuis sa découverte par la sismologue danoise Inge Lehmann en 1936, et la façon dont il se déplace (sa vitesse et sa direction de rotation) a été au centre d’un débat qui a duré des décennies. De plus en plus de preuves suggèrent que la rotation du noyau a radicalement changé ces dernières années, mais les scientifiques restent divisés sur ce qui se passe exactement et sur ce que cela signifie.

Une partie du problème réside dans l’impossibilité d’observer ou de prélever directement des échantillons dans les profondeurs de la Terre. Les sismologues ont collecté des informations sur le mouvement du noyau interne en examinant le comportement des ondes résultant des grands tremblements de terre qui frappent cette région. Les différences entre les ondes de force similaire qui traversaient le noyau à des moments différents ont permis aux scientifiques de mesurer les changements de position du noyau interne et de calculer sa rotation.

« La rotation différentielle du noyau interne a été proposée comme un phénomène dans les années 1970 et 1980, mais les preuves sismiques n’ont été publiées que dans les années 1990 », a déclaré le Dr Lauren Waszczyk, maître de conférences en sciences physiques à l’Université James Cook en Australie.

Mais les chercheurs ont débattu de la manière d’interpréter ces résultats, « principalement en raison de la difficulté de faire des observations détaillées du noyau interne, en raison de son éloignement et des données limitées disponibles », a déclaré Wasek. En conséquence, a-t-elle ajouté, « les études qui ont suivi au cours des années et décennies suivantes ne sont pas d’accord sur le taux de rotation, ainsi que sur sa direction par rapport au manteau ». Certaines analyses suggèrent même que le noyau ne tourne pas du tout.

Modèle prometteur Proposé en 2023 Les scientifiques décrivent un noyau interne qui tournait autrefois plus vite que la Terre elle-même, mais qui tourne désormais à une vitesse plus lente. Les scientifiques ont rapporté que la rotation du noyau correspondait à la rotation de la Terre pendant un certain temps. Ensuite, il a encore ralenti, jusqu’à ce que le noyau commence à reculer par rapport aux couches liquides environnantes.

À l’époque, certains experts avaient averti que davantage de données étaient nécessaires pour renforcer cette conclusion, et maintenant une autre équipe de scientifiques a fourni de nouvelles preuves convaincantes pour cette hypothèse sur le taux de rotation du noyau interne. La recherche a été publiée le 12 juin dans la revue nature Mais cela confirme non seulement le ralentissement économique sous-jacent, mais conforte également la suggestion de 2023 selon laquelle ce ralentissement fondamental s’inscrit dans un schéma de décélération et d’accélération à long terme.

Les nouveaux résultats confirment également que les changements dans la vitesse de rotation suivent un cycle de 70 ans, selon l’un des auteurs de l’étude. Dr John VidalProfesseur doyen des sciences de la Terre au Dornsife College of Letters, Arts and Sciences de l’Université de Californie du Sud.

« Nous discutons de ce sujet depuis 20 ans et je pense que c’est la bonne solution », a déclaré Vidal. « Je pense que nous avons mis fin à la discussion sur la question de savoir si le noyau interne bouge et quelle a été sa tendance au fil du temps. deux dernières décennies. »

Mais tout le monde n’est pas convaincu que la question soit réglée, et la question de savoir comment le ralentissement du noyau interne pourrait affecter notre planète reste une question ouverte – même si certains experts affirment que le champ magnétique terrestre pourrait jouer un rôle.

Le noyau interne métallique solide est situé à 5 180 kilomètres à l’intérieur de la Terre, entouré d’un noyau externe métallique liquide. Le noyau interne est composé principalement de fer et de nickel et on estime qu’il est aussi chaud que la surface du Soleil, soit environ 9 800 degrés Fahrenheit (5 400 degrés Celsius).

Le champ magnétique terrestre attire cette boule solide de métal chaud, la faisant tourner. Dans le même temps, la gravité et l’écoulement du noyau externe liquide et du manteau tirent sur le noyau. Au cours de plusieurs décennies, la poussée et la traction de ces forces provoquent des différences dans la vitesse de rotation du noyau, a déclaré Vidal.

Le flux de fluide riche en minéraux dans le noyau externe génère des courants électriques qui alimentent le champ magnétique terrestre, qui protège notre planète du rayonnement solaire mortel. Bien que l’effet direct du noyau interne sur le champ magnétique soit inconnu, les scientifiques ont déjà rapporté… En 2023 La rotation lente du noyau peut l’affecter et peut également raccourcir partiellement la durée du jour.

Lorsque les scientifiques tentent de « voir » la planète entière, ils suivent généralement deux types d’ondes sismiques : les ondes de pression, ou ondes P, et les ondes de cisaillement, ou ondes S, se déplacent à travers tous les types de matière ; Les ondes S se déplacent uniquement à travers des solides ou des liquides très visqueux, selon Commission géologique des États-Unis.

Dans les années 1880, les sismologues ont remarqué que les ondes S générées par les tremblements de terre ne traversaient pas la Terre entière. Ils ont donc conclu que le noyau terrestre était en fusion. Mais certaines ondes P, après avoir traversé le noyau terrestre, sont apparues dans des endroits inattendus – la « zone d’ombre », a expliqué Lehman. Nomme le -Créer des anomalies impossibles à expliquer. Lehmann a été le premier à suggérer que les ondes P turbulentes pourraient interagir avec un noyau interne solide au sein d’un noyau externe liquide, sur la base des données d’un tremblement de terre massif de 1929 en Nouvelle-Zélande.

En suivant les ondes sismiques des tremblements de terre qui ont traversé le noyau interne de la Terre selon des trajectoires similaires depuis 1964, les auteurs de l’étude de 2023 ont découvert que la rotation suit un cycle de 70 ans. Dans les années 1970, le noyau interne tournait légèrement plus vite que la planète. Puis il a ralenti vers 2008, et de 2008 à 2023, il a commencé à se déplacer légèrement dans la direction opposée par rapport au manteau.

Dans la nouvelle étude, Vidal et ses collègues ont observé des ondes sismiques générées par des tremblements de terre aux mêmes endroits et à des moments différents. Ils ont trouvé 121 exemples de tremblements de terre de ce type survenus entre 1991 et 2023 dans les îles Sandwich du Sud, un archipel d’îles volcaniques de l’océan Atlantique à l’est de la pointe la plus méridionale de l’Amérique du Sud. Les chercheurs ont également étudié les ondes de choc qui ont pénétré le cœur lors des essais nucléaires soviétiques menés entre 1971 et 1974.

La rotation du cœur affecte l’heure d’arrivée de la vague, a déclaré Vidal. La comparaison du timing des signaux sismiques lorsqu’ils entrent en contact avec le noyau a révélé des changements dans la rotation du noyau au fil du temps, confirmant le cycle de rotation de 70 ans. Selon les calculs des chercheurs, le cœur est presque prêt à recommencer à accélérer.

Par rapport à d’autres études sismiques qui mesurent les tremblements de terre individuels lorsqu’ils traversent le noyau – quel que soit le moment où ils se produisent – ​​l’utilisation uniquement de séismes appariés réduit la quantité de données utilisables, « ce qui rend la méthode plus difficile », a déclaré Waszek. Cependant, cela a également permis aux scientifiques de mesurer plus précisément les changements dans la rotation du noyau, selon Vidal. Si le modèle de son équipe est correct, la rotation du noyau recommencera à s’accélérer dans environ cinq à dix ans.

Les sismomètres ont également révélé qu’au cours du cycle de 70 ans, la rotation du noyau ralentit et accélère à des rythmes différents, « ce qui devra être expliqué », a déclaré Vidal. Une possibilité est que le noyau interne métallique ne soit pas aussi solide que prévu. S’il se déforme lors de sa rotation, cela pourrait affecter la cohérence de sa vitesse de rotation, a-t-il déclaré.

Les calculs de l’équipe suggèrent également que le noyau a des taux de rotation différents pour les mouvements vers l’avant et vers l’arrière, ce qui ajoute « une contribution intéressante à la parole », a déclaré Waszek.

Mais la profondeur et l’inaccessibilité du noyau interne font que des doutes subsistent, a-t-elle ajouté. Quant à savoir si le débat sur la rotation des noyaux est véritablement terminé, Wasek a déclaré : « Nous avons besoin de plus de données et d’outils multidisciplinaires améliorés pour approfondir cette question. »

Bien qu’ils puissent être suivis et mesurés, les changements dans la rotation du noyau sont presque imperceptibles pour les humains sur Terre, a déclaré Vidal. Lorsque le noyau tourne plus lentement, le mouvement du manteau s’accélère. Ce changement accélère la rotation de la Terre et raccourcit la durée du jour. Mais de tels changements de rotation ne se traduisent que par une milliseconde dans la durée d’une journée, a-t-il déclaré.

« En termes d’impact sur la vie d’une personne ? Il a dit. « Je ne peux pas imaginer que cela signifie grand-chose. »

Les scientifiques étudient le noyau interne pour comprendre comment l’intérieur profond de la Terre s’est formé et comment les activités sont liées dans toutes les couches souterraines de la planète. Vidal a ajouté que la région mystérieuse où le noyau externe liquide entoure le noyau interne solide est particulièrement intéressante. En tant que lieu de rencontre entre liquide et solide, cette frontière est « pleine de potentiel d’activité », comme la frontière noyau-manteau et la frontière manteau-croûte.

« Nous pourrions avoir des volcans à la limite du noyau interne, par exemple, là où les solides et les liquides se rencontrent et se déplacent », a-t-il déclaré.

Étant donné que la rotation du noyau interne affecte le mouvement du noyau externe, on pense que la rotation du noyau interne contribue à alimenter le champ magnétique terrestre, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour découvrir son rôle précis. Waszczyk a déclaré qu’il y avait beaucoup à apprendre sur la structure globale du noyau interne.

« Les méthodologies nouvelles et futures seront essentielles pour répondre aux questions actuelles sur le noyau interne de la Terre, y compris la rotation. »

Mindy Weissberger est une écrivaine scientifique et productrice de médias dont les travaux ont été publiés dans Live Science, Scientific American et How It Works.