[EN VIDÉO] La sismologie, le stéthoscope qui écoute le cœur de la Terre « La Terre est opaque mais elle est transparente aux ondes sismiques » nous explique…
Grâce à la sismologie, les révélations sur le noyau interne de la Terre se poursuivent. Une nouvelle étude vient de montrer que, s’il est bien composé d’un alliage solide de fer-nickel, sa surface pourrait cependant se déformer de façon visqueuse sous l’effet des turbulences qui agitent le noyau externe.
La rupture et le glissement des roches qui définissent un séisme produisent des trains d’ondes mécaniques qui vont se propager dans toutes les directions à l’intérieur de la Terre, avant de rejoindre la surface en différents points du globe. En enregistrant l’arrivée de ces ondes, grâce à des appareils appelés sismomètres, il est ainsi possible d’avoir une foule d’informations sur la structure interne de la Terre. La propagation des ondes sismiques, c’est-à-dire leur vitesse, leur type, mais aussi la trajectoire des rais sismiques, est en effet très dépendante des caractéristiques physiques des milieux traversés. C’est ainsi qu’avec le développement de la sismologie au cours du XXe siècle, les scientifiques ont pu dresser un portrait de plus en plus précis de la structure du globe.
On sait aujourd’hui que la Terre se compose, à grande échelle, d’une croûte, d’un manteau, d’un noyau externe liquide et d’un noyau interne solide, également appelé « graine ». La recherche porte désormais sur la caractérisation précise de ces différentes enveloppes : propriétés physiques, composition chimique, homogénéité/hétérogénéité, architecture à petite échelle…, tout cela, toujours, grâce à l’analyse des ondes sismiques, couplées désormais à des modélisations numériques.
La Terre se compose de différentes enveloppes qui sont caractérisées grâce aux études sismologiques. © rost9, Adobe Stock
De toutes ces enveloppes, la graine reste encore la plus mystérieuse, même si de très importants progrès ont été réalisés ces dernières années, notamment grâce à l’apparition de moyens techniques capables de reproduire en laboratoire les formidables pressions et températures qui règnent au centre de la Terre. On sait ainsi que la graine s’apparente à une grosse boule solide en rotation, composée principalement d’un alliage de fer–nickel, de 2 400 kilomètres de diamètre. Difficile d’imaginer qu’un tel corps métallique, soumis à une pression de l’ordre de 350 GPa (3,5 millions de bars), puisse donc se déformer. Et pourtant, voilà un point qui est depuis longtemps débattu par la communauté scientifique, et qui vient de faire l’objet d’une nouvelle publication.
Une nouvelle étude révèle que la surface du noyau interne pourrait se déformer de manière visqueuse. © Edward Sotelo, USC Graphic
Des perturbations engendrées par les turbulences du noyau externe
À l’origine, l’objectif des chercheurs était d’étudier le ralentissement actuel de la rotation du noyau interne. Mais l’analyse de plusieurs décennies de données sismologiques a révélé des paramètres physiques étranges. Les modélisations ont alors montré que la meilleure explication permettant d’intégrer ces paramètres était que la surface de la graine était capable de se déformer de façon visqueuse. La graine ne serait donc, dans un certain sens, pas aussi solide ni aussi sphérique qu’on le pensait jusqu’à présent.
Si l’on savait déjà que les interactions entre la graine et le noyau externe étaient complexes, ces nouveaux résultats ne font que renforcer cette proposition. Ils suggèrent notamment un couplage fort entre les deux enveloppes, et l’existence d’une dynamique plus complexe à l’intérieur du noyau, qui influence très certainement les flux thermiques et chimiques régissant la géodynamique, mais également le champ magnétique terrestre.
