Alors que la plupart d’entre nous tenons pour acquis le sol sous nos pieds, l’histoire de la Terre est écrite dans ses couches complexes, comme les pages d’un livre. Notre histoire.
La recherche montre qu’il y a des chapitres peu connus dans cette histoire, au plus profond du passé de la Terre. En fait, le noyau interne de la Terre semble contenir un autre noyau encore plus interne.
“Traditionnellement, on nous a appris que la Terre avait quatre couches principales : la croûte, le manteau, le noyau externe et le noyau interne”, a expliqué la géophysicienne de l’Université nationale australienne Joanne Stephenson en 2021.
Notre connaissance de ce qui se cache sous la croûte terrestre a été déduite principalement de ce que les volcans ont divulgué et de ce que les ondes sismiques ont chuchoté.
À partir de ces observations indirectes, les scientifiques ont calculé que le noyau interne brûlant, avec des températures dépassant les 5 000 degrés Celsius (9 000 Fahrenheit), ne représente que 1 % du volume total de la Terre.
Mais il y a quelques années, Stephenson et ses collègues ont trouvé des preuves que le noyau interne de la Terre pourrait en fait avoir deux couches distinctes.
“C’est très excitant – et cela pourrait signifier que nous devons réécrire les manuels!” Stephenson a expliqué à l’époque.
L’équipe a utilisé un algorithme de recherche pour parcourir et faire correspondre des milliers de modèles du noyau interne avec des données observées sur plusieurs décennies sur la durée de propagation des ondes sismiques à travers la Terre, recueillies par le Centre sismologique international.
Différences dans les trajectoires des ondes sismiques à travers les couches de la Terre. (Stephenson et al., Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2021)
Alors qu’y a-t-il là-dessous ? L’équipe a examiné certains modèles de l’anisotropie du noyau interne – comment les différences dans la composition de son matériau modifient les propriétés des ondes sismiques – et a découvert que certains étaient plus probables que d’autres.
Alors que certains modèles suggèrent que le matériau du noyau interne canalise les ondes sismiques plus rapidement parallèlement à l’équateur, d’autres indiquent que le mélange de matériaux permet des ondes plus rapides plus parallèles à l’axe de rotation de la Terre. Même dans ce cas, il existe des arguments sur le degré exact de différence à certains angles.
L’étude ici n’a pas montré beaucoup de variation avec la profondeur dans le noyau interne, mais elle a trouvé qu’il y avait un changement dans la direction lente à un angle de 54 degrés, avec la direction plus rapide des vagues parallèles à l’axe.
“Nous avons trouvé des preuves qui pourraient indiquer un changement dans la structure du fer, ce qui suggère peut-être deux événements de refroidissement distincts dans l’histoire de la Terre”, a déclaré Stephenson.
“Les détails de ce grand événement sont encore un peu mystérieux, mais nous avons ajouté une autre pièce du puzzle en ce qui concerne notre connaissance du noyau interne de la Terre.”
Ces nouvelles découvertes peuvent expliquer pourquoi certaines preuves expérimentales ont été incompatibles avec nos modèles actuels de la structure de la Terre.
La présence d’une couche la plus interne a déjà été suspectée, avec des indices que les cristaux de fer qui composent le noyau interne ont des alignements structurels différents.
“Nous sommes limités par la distribution des tremblements de terre et des récepteurs mondiaux, en particulier aux antipodes polaires”, a écrit l’équipe dans son article, expliquant que les données manquantes diminuent la certitude de leurs conclusions.
Mais leurs conclusions s’alignent sur d’autres études sur l’anisotropie du noyau interne le plus interne.
Les recherches futures pourraient combler certaines de ces lacunes dans les données et permettre aux scientifiques de corroborer ou de contredire leurs découvertes et, espérons-le, de traduire davantage d’histoires écrites dans cette première couche de l’histoire de la Terre.
Cette recherche a été publiée dans le Journal of Geophysical Research.
Une version antérieure de cet article a été publiée en mars 2021.
