De récentes expériences visant à recréer les pressions et températures extrêmes au sein du noyau terrestre interne ont révélé un comportement inattendu à l’échelle atomique, permettant d’expliquer sa structure étrange.
Percer les secrets du noyau terrestre interne
La grande majorité de nos connaissances concernant la structure interne de la Terre proviennent des données sismiques. Lorsque les ondes générées par les tremblements de terre se propagent à travers ses entrailles, elles se déplacent à des vitesses différentes selon les matériaux, et l’analyse de ces changements peut révéler la composition de ses différentes couches.
Au fil des décennies, les observations réalisées ont montré qu’un type d’ondulation sismique, connue sous le nom d’onde de cisaillement, pouvait se propager à travers le noyau interne, indiquant que cette boule située à plus de 5 100 kilomètres sous la surface et principalement constituée de fer solide était nettement plus « molle » que prévu.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue PNAS, des scientifiques ont projeté des projectiles à haute vitesse sur de petites plaques de fer afin de recréer pendant un bref instant les conditions extrêmes régnant au sein de cette « graine ». Les échantillons ont ensuite été analysés et un algorithme d’apprentissage automatique utilisé pour créer une simulation sans précédent du noyau interne, impliquant plus de 30 000 atomes disposés selon une configuration hexagonale répétitive.
Des atomes de fer plus mobiles que prévu
Alors que l’équipe s’attendait à ce que les températures et pressions écrasantes empêchent le mouvement des atomes de fer, il s’est avéré que ceux-ci se déplaçaient simultanément en une fraction de seconde. Un « mouvement collectif » comparable au fait que l’ensemble des convives d’un dîner échangent leurs places.
Selon les scientifiques, ces déplacements inattendus rendraient le noyau interne plus sensible aux forces de cisaillement et par extension plus mou. « Nous connaissons maintenant le mécanisme fondamental qui nous aidera à comprendre les processus dynamiques s’y produisant et son évolution », estime Jung-Fu Lin, chercheur à l’université de Jackson et auteur principal de l’étude.
La moitié de l’énergie du champ magnétique terrestre pouvant être attribuée au noyau interne, de telles découvertes pourraient également contribuer à éclairer la formation de ce bouclier protecteur essentiel à la vie.
