Qu’y a-t-il à l’intérieur du noyau interne de la Terre ? Les ondes sismiques révèlent un noyau plus profond.

Le noyau interne de la Terre semble détenir un secret plus profond.

Les manuels de géologie incluent presque inévitablement un schéma découpé de la Terre qui montre quatre couches bien définies : une fine coque extérieure de roche sur laquelle nous vivons, connue sous le nom de croûte ; le manteau, où les roches coulent comme un liquide très visqueux entraînant le mouvement des continents et le soulèvement des montagnes ; un noyau externe de fer-nickel liquide qui génère le champ magnétique de la planète ; et un noyau interne solide.

Deux scientifiques australiens, analysant l’intersection des ondes sismiques de grands tremblements de terre, ont déclaré qu’il existe une couche complètement différente au centre de la Terre. « Nous avons maintenant confirmé l’existence du noyau le plus interne », a déclaré l’un des scientifiques, Hrvoj Tcalcic, professeur de géophysique à l’Université nationale australienne de Canberra.

Le Dr Tkalcik et Tan Soon Pham, un chercheur postdoctoral, estiment que le noyau interne le plus profond mesure environ 800 miles de diamètre. L’ensemble du noyau interne mesure environ 1 500 milles de diamètre. Leurs découvertes ont été Paru mardi dans Nature Communications.

Alors qu’un schéma découpé semble représenter des divisions claires, les connaissances sur la profondeur de la Terre sont inévitablement obscures. Il se trouve à environ 4 000 miles du centre de la Terre et il est impossible de forer plus de quelques miles dans la croûte terrestre. La plupart de ce que l’on sait de ce qui se cache en dessous provient des ondes sismiques – les vibrations des tremblements de terre qui se propagent à travers et autour de la planète. Considérez-les comme une image sonore géante de la Terre.

Deux sismologues de Harvard, Miyake Ishii et Adam Dezyonski, premier Il a proposé l’idée d’un noyau interne plus profond en 2002 Basé sur les caractéristiques de vitesse des ondes sismiques traversant le noyau interne. Les scientifiques savaient déjà que la vitesse des ondes sismiques traversant cette partie de la Terre varie avec la direction. Les ondes se déplaçaient plus rapidement lorsqu’elles se déplaçaient d’un pôle à l’autre le long de l’axe de la Terre et plus lentement lorsqu’elles se déplaçaient perpendiculairement à l’axe. Les géophysiciens pensent que la différence de vitesse – quelques pour cent plus rapide le long des trajectoires polaires – provient de l’alignement des cristaux de fer dans le noyau interne.

Mais dans une petite zone au centre, les ondes les plus lentes étaient celles qui se déplaçaient à un angle de 45 degrés par rapport à l’axe plutôt qu’à 90 degrés, ont déclaré les sismologues de Harvard.

Il y avait alors trop peu de données disponibles pour convaincre tout le monde.

Les meilleures mesures seraient les ondes sismiques voyageant de l’origine du tremblement de terre directement à la Terre et à travers le noyau interne plus profond. Cependant, sa détection nécessite généralement un sismomètre situé presque exactement de l’autre côté de la Terre, et ce point se trouve au milieu de l’océan.

Le nouveau document tire parti du fait que les ondes sismiques rebondissent également. Ainsi, un sismomètre proche de l’épicentre peut détecter la réflexion d’une onde qui a traversé la Terre et rebondit en passant deux fois par le noyau le plus interne. Il peut également être réfléchi dans les deux sens une seconde fois, traversant le noyau interne quatre fois.

Ces dernières années, un grand nombre de sismographes ont été déployés, notamment aux États-Unis. La combinaison des signaux de plusieurs instruments a permis de détecter de faibles réflexions de tremblements de terre de magnitude 6 ou plus. « Nous avons traité 200 événements et constaté que 16 d’entre eux avaient ces ondes de rétroaction », a déclaré le Dr Tkalcic.

Lors de l’un des tremblements de terre qui ont éclaté aux Îles Salomon en 2017, des ondes qui ont traversé cinq fois le noyau le plus profond ont été détectées par des sismomètres placés par hasard de l’autre côté de la planète.

« Félicitations à eux pour avoir révélé des observations que d’autres études pourraient utiliser pour démêler la confusion de la structure du noyau interne », a déclaré Georg Helfrich de l’Institut des sciences de la Terre et de la vie de l’Institut de technologie de Tokyo au Japon, qui n’a pas participé à la recherche.

Il ne semble pas y avoir de grande différence de composition entre les parties externes et les plus internes du noyau interne, et la transition semble graduelle plutôt que brutale.

Cela peut indiquer un changement dans le passé ancien de la Terre, a déclaré Vernon Cormier, professeur de physique à l’Université du Connecticut qui n’a pas participé à la recherche. Le noyau interne est assez jeune, géologiquement parlant, a déclaré le Dr Cormier – les estimations vont de 600 millions à un milliard d’années. Ce n’est qu’une fraction des 4,5 milliards d’années d’histoire de la planète, et la structure du noyau solide semble être complexe. En janvier, d’autres scientifiques ont signalé que la vitesse de rotation du noyau interne changeait.

« La raison pour laquelle les gens étudient l’infrastructure interne est qu’ils essaient de la connecter au champ magnétique terrestre », a déclaré le Dr Cormier. « Les gens essaieront de rechercher certains changements dans le champ magnétique terrestre qui pourraient s’être produits en même temps que le changement de cristallisation du noyau interne. »