Le noyau de la Terre a bien failli rester liquide : une étude révèle que seul le carbone a sauvé sa solidification

Une étude récente démontre que la solidification du noyau terrestre n’aurait jamais eu lieu sans l’apport crucial de carbone. Cette découverte éclaire la formation de la « graine » au centre de la Terre et son rôle dans l’apparition du champ magnétique qui protège notre planète depuis des milliards d’années.

La graine du noyau s’est formée il y a seulement un milliard d’années

Les chercheurs considèrent que la cristallisation du noyau interne est relativement récente. Selon les modèles, elle aurait débuté entre 0,5 et 1,5 milliard d’années.

Cette étape a joué un rôle central en renforçant la géodynamo, ce mécanisme qui génère le champ magnétique terrestre. Sans ce champ, la Terre serait aujourd’hui bien plus vulnérable aux vents solaires et aux radiations cosmiques.

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De plus, la graine actuelle mesure environ 2 440 kilomètres de diamètre, soit la taille de la Lune. Elle croît lentement, d’environ 1 millimètre par an. Au fil du temps, elle représente désormais 7 % du volume total du noyau. Sa croissance progressive explique en partie la stabilité du champ magnétique qui nous protège encore aujourd’hui.

La cristallisation du noyau dépendait d’une surfusion limitée

Longtemps, les scientifiques ont pensé que le noyau avait dû connaître un état de surfusion extrême, comme l’eau qui reste liquide en dessous de 0 °C avant de geler soudainement. Dans ces modèles, la température du noyau aurait chuté de 800 à 1 000 °C en dessous du point de fusion du fer, estimé à environ 6 000 °C.

Cependant, une telle surfusion aurait entraîné une cristallisation brutale et un effondrement du champ magnétique. Or, ce scénario est incompatible avec l’histoire de notre planète.

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Par conséquent, les nouvelles données suggèrent que la surfusion n’a jamais dépassé 250 °C en dessous du point de fusion. Ainsi, le processus de cristallisation a été beaucoup plus progressif et stable qu’on ne l’imaginait. Cette révision change profondément notre compréhension de l’évolution thermique et chimique du noyau terrestre.

Le carbone a été l’élément décisif pour déclencher la solidification

Pour comprendre pourquoi la cristallisation a pu se produire, les chercheurs ont simulé le comportement du noyau en fonction de sa composition chimique. Ils ont étudié l’influence de plusieurs éléments légers : silicium, soufre, oxygène et carbone.

Les résultats sont clairs : le silicium et le soufre ralentissent la solidification. En revanche, le carbone agit dans le sens inverse. Grâce à une proportion estimée à 3,8 % en masse, bien plus que ce qui avait été supposé jusque-là, le carbone aurait permis de déclencher et de maintenir la cristallisation du noyau interne.

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Sans lui, la Terre posséderait encore aujourd’hui un noyau totalement liquide, incapable de générer un champ magnétique durable.

Sans le carbone, la Terre n’aurait peut-être jamais été habitable

Cette découverte dépasse la simple question de géophysique. En effet, le champ magnétique terrestre joue un rôle fondamental dans l’habitabilité de notre planète.

Il dévie une grande partie des particules solaires et protège notre atmosphère de l’érosion. Sans lui, la Terre aurait pu suivre un destin comparable à celui de Mars, dont l’atmosphère s’est dissipée après la perte de son champ magnétique.

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Ainsi, le carbone, élément que nous associons souvent à la vie, pourrait avoir joué un rôle bien plus ancien : celui de permettre les conditions mêmes de l’émergence de la vie sur Terre. De plus, cette conclusion ouvre des perspectives pour l’exploration planétaire et la recherche d’énergie.

Par conséquent, si d’autres planètes possèdent des noyaux riches en carbone, elles pourraient maintenir plus longtemps un champ magnétique protecteur et rester habitables.

Enfin, cette avancée souligne à quel point la chimie du noyau terrestre reste mystérieuse. Chaque découverte rapproche les chercheurs d’une compréhension globale de la dynamique interne de notre planète. En outre, elle éclaire aussi son avenir énergétique.

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L’hydrogène et le carbone, au cœur des réactions souterraines, pourraient un jour inspirer des pistes inédites pour exploiter l’énergie géothermique.