Des ondes sismiques montrent que des changements se produisent dans le noyau externe de la Terre

L’analyse d’ondes sismiques générées par deux tremblements de terre distincts, survenus dans la même région du globe mais espacés de 20 ans, a révélé des changements dans la composition du noyau terrestre externe.

« Le fait qu’elles se déplacent plus rapidement indique la présence d’un nouveau matériau plus léger »

Aujourd’hui, la plupart de nos connaissances concernant les entrailles de la Terre proviennent de l’étude des ondes générées par les séismes. Ces dernières pouvant notamment indiquer la nature des roches et métaux qui la composent. Couche tourbillonnante de fer et de nickel liquides séparant le manteau du noyau interne, le noyau externe influence directement le champ magnétique de notre planète, qui nous protège des radiations cosmiques mortelles. C’est pourquoi sa compréhension et le suivi de son évolution sont essentiels.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Communications Earth & Environment, des chercheurs de l’université de Virginie ont étudié les données sismiques relatives à deux tremblements de terre, s’étant produits près des îles Kermadec (Pacifique Sud) entre mai 1997 et septembre 2018. Il s’est avéré qu’un type particulier d’ondes mettait une seconde de moins à se propager à travers une région du noyau externe qu’il y a deux décennies. Ce qui indique des changements dans la composition de ce dernier.

« Les ondes SKS traversent le manteau sous forme d’ondes de cisaillement (S), puis pénètrent dans le noyau externe sous forme d’ondes de compression (K), avant de ressortir de l’autre côté et traverser à nouveau le manteau sous forme d’ondes de cisaillement », explique Ying Zhou, auteur principal de l’étude. « Le fait qu’elles se déplacent plus rapidement indique la présence d’un nouveau matériau plus léger. »

Un aperçu précieux de la convection du noyau terrestre externe

Se produisant dans le fer liquide du noyau externe lorsqu’il se cristallise au contact du noyau interne, la convection entraîne la création et la circulation de courants électriques, contrôlant le champ magnétique qui nous entoure. Cependant, la relation entre ce dernier et le noyau externe reste mal comprise (elle repose en grande partie sur une modélisation hypothétique).

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« Si vous regardez le pôle géomagnétique nord, il se déplace actuellement à une vitesse d’environ 50 kilomètres par an, s’éloignant du Canada et se rapprochant de la Sibérie », explique Zhou. « Le fait que le champ magnétique varie quotidiennement suggère que la convection change également avec le temps, mais il n’existe pas de preuve directe. Nous ne l’avons jamais vue. »

Bien que les variations observées ici s’avèrent assez faibles, elles offrent un aperçu précieux de l’évolution du noyau externe. Les auteurs de l’étude pensent que des éléments plus légers comme l’hydrogène, le carbone et l’oxygène y seraient libérés depuis 1997, impliquant une perte de densité d’environ 2 à 3 % et une vitesse du flux de convection d’environ 40 kilomètres par heure.