“De toute évidence, le noyau interne le plus interne a quelque chose de différent de la couche externe”, a déclaré Thanh-Son Pham, auteur principal de l’étude. « Nous pensons que la façon dont les atomes sont [packed] dans ces deux régions sont légèrement différentes.”
Les chercheurs étudient le noyau interne pour mieux comprendre le champ magnétique terrestre, qui nous protège des rayonnements nocifs dans l’espace et contribue à rendre la vie possible sur notre planète natale. Les géophysiciens supposent que le noyau interne aurait pu former moins de il y a un milliard d’années, qui est relativement jeune à l’échelle des temps géologiques. Les auteurs de l’étude expliquer le noyau interne se développe vers l’extérieur en solidifiant les matériaux du noyau externe liquide, en libérant de la chaleur et en créant des courants de convection. Cette convection génère le champ magnétique terrestre.
Le noyau interne, qui a été découvert en 1936 par la sismologue danoise Inge Lehmann, représente moins de 1% du volume de la Terre (le centre de la Terre est situé à environ 4 000 miles sous la surface). Sa distance sous la surface et sa petite taille, cependant, rendent difficile pour les scientifiques de mesurer par des mesures directes, alors ils étudient plutôt les ondes de choc déclenchées par les tremblements de terre.
Lorsqu’un grand tremblement de terre frappe, les ondes de choc résultantes, ou ondes sismiques, peuvent rebondir d’un côté à l’autre de la Terre comme une balle de ping-pong, a déclaré Pham. Les ondes sismiques se déplacent à des vitesses différentes à travers les différentes couches de la Terre en fonction de sa densité, de sa température et de sa composition. Comme un radiologue étudiant les organes internes d’un patient, les scientifiques utilisent des instruments connus sous le nom de sismomètres dans le monde entier pour mesurer ces oscillations et en apprendre davantage sur le fonctionnement interne de notre Terre.
Il y a vingt ans, les chercheurs ont utilisé des données sismographiques et ont proposé l’existence d’une cinquième couche. Depuis lors, Pham a déclaré que la preuve du noyau interne le plus profond “s’est renforcée avec le temps avec de plus en plus de données”. Mais sa nouvelle étude va plus loin en analysant des données sismographiques sans précédent.
“La percée de cette étude est que nous trouvons une nouvelle façon d’échantillonner le centre même du noyau interne de la Terre”, a déclaré Pham. L’équipe, a-t-il dit, a encore plus de preuves pour prouver que “le noyau interne le plus profond existe réellement”.
Dans la nouvelle étude, l’équipe a observé plusieurs tremblements de terre traversant le diamètre de la Terre – parfois jusqu’à cinq fois – quelque chose que les chercheurs n’avaient pas enregistré “dans l’histoire de la sismologie”, a déclaré Pham, qui a noté que les études précédentes ne documentaient qu’un seul rebond. Ils ont découvert que les ondes sismiques traversaient le noyau le plus interne à des vitesses différentes de celles du noyau environnant, selon la direction de l’onde.
Plus précisément, les ondes traversant le noyau interne le plus interne ralentissaient lorsqu’elles s’approchaient d’un angle oblique par rapport à l’équateur. Pendant ce temps, les ondes traversant le noyau interne externe ralentissaient lorsqu’elles traversaient le long de l’équateur.
Pham a déclaré que la vitesse diffère probablement en fonction de la direction des vagues en raison d’une propriété physique connue sous le nom d’anisotropie, qui permet à un matériau de posséder différentes propriétés dans différentes directions. Nous voyons couramment l’anisotropie dans le bois, qui est plus facile à couper dans le sens du grain que contre lui.
Le caractère unique de ce noyau le plus profond est subtil et pas aussi net que les autres couches, a admis Pham. Par exemple, si vous voyagiez du manteau au noyau externe, vous passeriez d’un solide à un liquide et feriez l’expérience de différentes compositions chimiques. Mais si vous voyagiez du noyau interne au noyau le plus interne, vous verriez une transition dans la structure cristalline mais le même alliage fer-nickel.
Le géophysicien John Tarduno, qui n’a pas participé à la recherche, a déclaré que l’idée d’un noyau le plus interne avait déjà été proposée, mais ces nouvelles données renforcent considérablement l’hypothèse selon laquelle “il existe en fait un noyau interne le plus interne avec une structure différente de celle du noyau interne le plus externe. ”
“L’existence même de ce noyau interne le plus profond nous fait réfléchir à la façon dont il pourrait se former”, a déclaré Tarduno, professeur de géophysique à l’Université de Rochester. Les auteurs de l’étude ont déclaré que la formation du noyau interne le plus profond pourrait être la preuve “d’un événement mondial important du passé” qui a provoqué un changement dans le noyau interne de la Terre.
Tarduno, qui étudie comment le noyau interne a pu se former, a sa propre idée. Ses recherches suggèrent que la formation de ce noyau interne le plus profond pourrait être liée à un changement dans la tectonique des plaques il y a des centaines de millions d’années. Il postule que des plaques épaisses et vieillies de croûte océanique ont coulé jusqu’à ce qu’elles s’empilent à la base du manteau, affectant la façon dont la chaleur s’écoulait du noyau. Cela a ensuite changé la façon dont le noyau interne s’est développé.
Tarduno a déclaré que “la nouvelle analyse est passionnante car elle renforce le cas” de son mécanisme de tectonique des plaques.
“Ce que nous pourrions observer dans ce noyau interne le plus profond est en fait le signal d’un changement du régime de la tectonique des plaques”, a déclaré Tarduno, qui a publié ses découvertes. l’année dernière.
Tarduno et Pham ont tous deux déclaré que l’apprentissage des origines des couches internes du noyau peut nous aider à mieux comprendre comment le champ magnétique s’est formé – et, par extension, comment la vie peut survivre sur Terre et sur d’autres planètes.
“La formation du noyau interne était extrêmement importante pour créer une planète habitable à long terme car le noyau interne alimentait le champ magnétique, qui alimentait le blindage magnétique”, a déclaré Tarduno. “Sans cela, nous aurions progressivement perdu l’eau de la planète.”
En savoir plus sur la façon dont le noyau interne “peut à son tour nous aider à en savoir plus sur la façon dont d’autres planètes pourraient ou non être habitables.”
