Comment pouvons-nous en savoir autant sur le noyau terrestre si nous avons à peine creusé douze kilomètres de profondeur ?

Cet article fait partie de la rubrique La conversation junior, dans lequel des spécialistes des principales universités et centres de recherche répondent aux questions de jeunes curieux entre 12 et 16 ans. Vous pouvez envoyer vos questions à [email protected]

Question d’Antonio, 16 ans. IES Virgen del Castillo. Lebrija (Séville).

Comment pourrions-nous aller au centre de la Terre et voir ce qu’il y a dedans ? Peut-être à l’endroit le plus idéal : descendre l’embouchure d’un volcan (comme celui qui a récemment éclaté en Islande), à la manière de ce que faisaient les protagonistes du roman de Jules Verne Voyage au centre de la Terrede 1864. Est-ce une idée viable ?

Actuellement, la distance la plus profonde atteinte est d’environ 12,2 kilomètres, comme le dit à juste titre l’auteur de la question. L’écart a été comblé en 1992 dans le Péninsule de Kola (Russie) et il a fallu plus de 20 ans pour forer !

Nous pourrions penser qu’il s’agit de la profondeur totale de notre planète, mais ce n’est évidemment pas le cas. Les 12 km ne constituent que 1/500 des 6 400 km qui séparent la surface du centre de la Terre. Cela équivaut à environ deux fois et demie la distance maximale de l’Espagne, d’un bout à l’autre. Incroyablement vrai ?

Alors, comment les manuels peuvent-ils raconter autant de choses (composition, couches, profondeur…) sur l’intérieur de la Terre ?

Premier indice : les roches volcaniques

Une possibilité consiste à analyser les matériaux éjectés par les volcans, appelés roches volcaniques. Cependant, ces roches ne proviennent que d’une profondeur maximale de 200 km, ce qui ne nous apprend pas grand-chose sur tout ce qui se trouve en dessous (il nous manque 6 200 km de plus).

Nous avons donc besoin d’autres preuves. Concrètement, les scientifiques utilisent un phénomène naturel qui, lorsqu’il se produit, peut déclencher une tragédie : les tremblements de terre.

Ce que nous disent les tremblements de terre

Et tremblement de terre Il s’agit d’un mouvement brusque de terre dû à une grande libération de tension accumulée depuis longtemps. Cette secousse est communiquée à la roche voisine (l’énergie est transférée) comme s’il s’agissait de dominos, générant un mouvement de vague qui parcourt plusieurs kilomètres. Ce sont les appels ondes sismiques.

Il existe sur toute la Terre de nombreuses stations sismiques qui détectent les tremblements de terre (entre 200 et 300 sont enregistrés chaque année), ce qui nous permet de mesurer l’arrivée de cette onde. Si l’on dispose de deux stations situées de part et d’autre du globe, on observe une chose curieuse : les vagues mettent plus de temps que prévu à arriver. Parce que?

Faites attention à la vitesse des ondes sismiques

À mesure que l’on s’approche du centre de la Terre, la vitesse des ondes sismiques diminue. C’est parce que le matériau est plus éloigné (comme les dominos plus éloignés), devenant plus liquide et augmentant la température. Les liquides transmettent des ondes pires que les solides.

On peut dire que notre planète est comme une barre de chocolat avec des noix, des amandes et d’autres ingrédients qui fond à mesure que l’on s’approche de l’un de ses extrêmes (l’intérieur de la Terre).

Il est curieux de mentionner que, dans une région de composition similaire, les vagues accélèrent jusqu’à trouver une zone dans laquelle, brusquement, leur vitesse change. Cela se produit environ cinq fois, nous savons donc qu’il existe cinq régions ou couches différenciées par leurs limites respectives à l’intérieur de la Terre.

Ces couches sont appelées croûte, manteau supérieur, manteau inférieur, noyau externe et noyau interne. Les limites sont appelées discontinuités et portent le nom des scientifiques qui les ont découvertes : Mohorovicic (de la croûte au manteau supérieur), Repetti (du manteau supérieur au manteau inférieur), Gutenberg (du manteau inférieur au noyau externe) et Lehmann (du noyau externe au noyau interne).

En résumé, les ondes sismiques nous permettent de faire une radiographie de type « rayons X » pour voir de quoi est faite notre mère la Terre à l’intérieur.

Ce que l’avenir peut nous apporter

Peut-être viendra-t-il un jour où les êtres humains pourront créer un véhicule habité capable de se rendre au centre de la Terre, comme l’avaient imaginé les scénaristes du film. Le noyau (2003). Ceux qui ne l’ont pas encore vu mettent du temps.

Nous n’avons besoin que de deux choses : un matériau indestructible – inconnu aujourd’hui – comme le inobtainium (l’« impossible à obtenir », mot utilisé pour désigner des éléments chimiques inconnus et difficiles à obtenir), et un laser sonique qui nous permet de faire fondre la roche solide.

Mais c’est de la science-fiction pour l’instant. Sera-ce une réalité dans le futur ? Peut-être ferez-vous partie des scientifiques qui y parviendront. Qui sait!

Le musée interactif Parc Scientifique d’Andalousie collabore à la section The Conversation Júnior.