L’étude affirme que le noyau interne de la Terre « oscille » sur un mile tous les six ans

Lorsque Jules Verne a écrit Voyage au centre de la Terre il y a plus de 150 ans, il imaginait une terre de cristaux rougeoyants, de mers turbulentes, d’animaux préhistoriques et de champignons géants.

Mais ce qui se cache réellement sous nos pieds reste un mystère – même aujourd’hui, nous en savons plus sur les anneaux de Saturne que sur l’intérieur de notre planète.

Cependant, au cours des 30 dernières années, notre compréhension du noyau interne de la Terre s’est considérablement élargie, et il a été démontré qu’il bouge et change au fil des décennies.

Mais alors qu’on pensait auparavant qu’il tournait à un rythme toujours plus rapide que la surface de la planète, une nouvelle étude montre qu’il se balance, oscillant d’avant en arrière sur un mile tous les six ans.

Le cycle peut expliquer les différences dans la durée des jours, qui ont fluctué de manière constante au cours des dernières décennies.

Des chercheurs de l’USC ont identifié un cycle de six ans de super et sous-rotation dans le noyau interne de la Terre, contredisant les modèles précédemment acceptés qui suggéraient qu’il tourne constamment à un rythme plus rapide que la surface de la planète

Quatre couches de la planète Terre

Coquille: Jusqu’à une profondeur de 70 km, c’est la couche la plus externe de la Terre, couvrant les océans et les terres émergées.

manteau: jusqu’à 2 890 km avec le manteau inférieur, c’est la couche la plus épaisse de la planète et elle est constituée de roches silicatées plus riches en fer et en magnésium que la croûte supérieure.

noyau externe: Cette zone s’étend d’une profondeur de 2890 à 5150 km et est constituée de fer liquide et de nickel avec des éléments plus légers.

Le noyau interne: En descendant à une profondeur de 6 370 km au centre de la planète, cette région serait constituée de fer et d’acier au nickel. Mais cette nouvelle étude indique qu’il contient à la fois du fer doux et de l’acier.

Le noyau interne de la Terre est une boule d’acier chaude et dense de la taille de Pluton – et aussi chaude que notre soleil.

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Il est impossible d’observer directement, ce qui signifie que les chercheurs doivent s’appuyer sur des mesures indirectes pour expliquer le schéma, la vitesse et la raison de son mouvement et de ses changements.

L’équipe américaine a utilisé des données sismiques de 1969 à 1974 pour créer un modèle informatique du mouvement du noyau.

Des simulations ont confirmé des déplacements de la surface de la Terre par rapport à son noyau interne, les scientifiques le confirment depuis 20 ans.

Cependant, cela contredisait les théories antérieures selon lesquelles le taux de rotation était systématiquement plus rapide que la surface de la planète.

« Le noyau interne n’est pas stationnaire – il bouge sous nos pieds, et il semble faire des allers-retours de quelques kilomètres (1,25 miles) tous les six ans », a déclaré l’auteur principal, le professeur John Vidal de l’Université de Californie du Sud.

Une recherche publiée en 1996 a été la première à suggérer que le noyau interne tourne plus vite que le reste de la planète – également connu sous le nom de superspin – à un rythme d’environ un degré par an.

Les découvertes ultérieures du professeur Vidal ont renforcé l’idée que le noyau interne tourne de manière superflue, bien qu’à un rythme plus lent.

En utilisant les données de LASA (Large Aperture Seismic Array), une installation de l’US Air Force dans le Montana, le professeur Fidel a découvert que le noyau interne tourne d’environ 0,1 degré par an.

Le personnel du laboratoire a développé une nouvelle technique de formation de faisceaux pour analyser les ondes générées par les essais de bombes nucléaires souterraines soviétiques de 1971 à 1974 dans l’archipel arctique Novaya Zemlya.

Les derniers résultats sont apparus lorsqu’ils ont appliqué la même méthodologie à une paire de tests atomiques précédents sous l’île Amchitka à la pointe de l’archipel Alaskan-Milro en 1969 et Kankin en 1971.

En mesurant les ondes de compression des explosions nucléaires, ils ont découvert que le noyau interne avait une direction inversée, tournant d’au moins un dixième de degré par an.

« Nos observations récentes montrent que le noyau interne a tourné légèrement plus lentement de 1969 à 1971, puis s’est déplacé dans l’autre sens de 1971 à 1974 », a déclaré le professeur Vidal.

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Nous notons également que la durée du jour a augmenté et s’est contractée comme prévu.

« La coïncidence de ces deux observations fait de l’oscillation l’explication probable. »

Le noyau interne de la Terre étant inaccessible, les chercheurs ont dû compter sur le seul moyen disponible pour explorer la profondeur de la Terre - les données sismiques (image fléchée)

Le noyau interne de la Terre étant inaccessible, les chercheurs ont dû compter sur le seul moyen disponible pour explorer la profondeur de la Terre – les données sismiques (image fléchée)

La carte (a) montre l'emplacement de LASA (triangle) et des paires d'essais nucléaires (étoiles).  B et C montrent la distribution des décalages horaires attendus

La carte (a) montre l’emplacement de LASA (triangle) et des paires d’essais nucléaires (étoiles). B et C montrent la distribution des décalages horaires attendus

C’est la première fois qu’une oscillation de six ans est indiquée par une surveillance sismique directe.

En utilisant des données sismiques provenant de tests atomiques dans des études précédentes, les chercheurs ont pu déterminer l’emplacement et l’heure exacts de l’événement sismique.

« L’idée de faire osciller le noyau interne a été un modèle qui existe, mais la société est divisée sur sa viabilité », a déclaré le professeur Vidal.

Nous sommes allés là-dedans en nous attendant à voir la même tendance de rotation et de vitesse dans la paire de tests atomiques précédente, mais nous avons plutôt vu le contraire.

« Nous avons été totalement surpris de constater qu’il se déplaçait dans l’autre sens. »

Le LASA a fermé ses portes en 1978 et l’ère des essais atomiques souterrains aux États-Unis est maintenant révolue, ce qui signifie que les chercheurs devront s’appuyer sur des données sismiques relativement imprécises pour leurs recherches futures dans le domaine, même avec les progrès récents de l’instrumentation.

Cependant, l’étude soutient la spéculation selon laquelle le noyau interne oscille en fonction des différences de durée du jour – plus ou moins 0,2 seconde sur six ans – et des champs géomagnétiques, qui correspondent tous deux à la théorie en amplitude et en phase.

Vidale a déclaré que les résultats fournissent une théorie convaincante pour de nombreuses questions posées par la communauté des chercheurs.

L’une des questions auxquelles nous avons essayé de répondre est la suivante : le noyau interne bouge-t-il progressivement ou est-il principalement fermé par rapport à toute autre chose à long terme ?

« Nous essayons de comprendre comment le noyau interne s’est formé et comment il se déplace au fil du temps – c’est une étape importante pour mieux comprendre ce processus. »

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L’étude a été publiée dans progrès scientifique.

Le noyau de fer liquide de la Terre crée un champ magnétique

On pense que le champ magnétique de notre planète est généré dans les profondeurs du noyau terrestre.

Personne n’a jamais fait un voyage au centre de la Terre, mais en étudiant les ondes de choc des tremblements de terre, les physiciens ont pu déterminer leur structure possible.

Au cœur de la Terre se trouve ce que l’on pensait être le noyau interne solide, les deux tiers de la taille de la Lune, et il se compose principalement de fer. Cependant, cette nouvelle étude le conteste.

A 5700°C, ce fer est aussi chaud que la surface du Soleil, mais la pression écrasante de la gravité l’empêche de devenir liquide.

Autour de ce noyau externe se trouve une couche de fer, de nickel et de petites quantités d’autres minéraux de 1 242 milles (2 000 km) d’épaisseur.

Le métal ici est liquide, en raison de la pression inférieure à celle du noyau interne.

Les différences de température, de pression et de composition dans le noyau externe entraînent des courants de convection dans le métal en fusion lorsque le matériau dense et froid coule et que le matériau chaud monte.

La force de Coriolis, causée par la rotation de la Terre, provoque également l’apparition de tourbillons vortex.

Ce flux de fer liquide génère des courants électriques, qui à leur tour créent des champs magnétiques.

Les métaux chargés traversant ces champs continuent de former leurs propres courants électriques, et ainsi le cycle continue.

Une boucle auto-entretenue est connue sous le nom de géodynamo.

La spirale ascendante causée par la force de Coriolis signifie que les champs magnétiques séparés s’alignent à peu près dans la même direction, et leur effet combiné produit un champ magnétique unique et large qui engloutit la planète.

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