Un phénomène crée une couche mystérieuse sur Terre

L’eau, composante fondamentale de notre planète, effectue un voyage extraordinaire depuis la surface de la Terre jusqu’à son noyau. Ce voyage influence profondément les mécanismes internes de la planète. La croûte terrestre, mosaïque dynamique de plaques tectoniques, joue un rôle crucial dans ce processus.

À mesure que ces plaques se déplacent et glissent les unes sous les autres dans des zones de subduction, elles transportent l’eau vers le manteau inférieur pendant des milliards d’années. Ce mouvement de l’eau jusqu’à la limite entre le noyau et le manteau, à environ 2 900 kilomètres sous la surface, déclenche une puissante interaction chimique, modifiant fondamentalement la région la plus externe du noyau.

Le pouvoir chimique de l’eau à l’intérieur de la Terre

Des recherches récentes menées par des équipes de Corée du Sud, des États-Unis et d’Allemagne ont mis en lumière ce processus énigmatique. Dan Shim, spécialiste des matériaux de l’Arizona State University, explique : « Pendant des années, on a cru que l’échange de matériaux entre le noyau terrestre et le manteau était minime. Cependant, nos expériences sous haute pression révèlent une autre histoire. Ces expériences démontrent que l’eau, lorsqu’elle atteint la limite entre le noyau et le manteau, réagit avec le silicium du noyau pour former de la silice. Cette réaction crée une couche supérieure du noyau enrichie en hydrogène, modifiant ainsi la composition du noyau.

Le noyau, composé de fer et de nickel, joue un rôle crucial dans la génération du champ magnétique terrestre. Ce champ magnétique agit comme un bouclier, protégeant la vie sur Terre des vents et des rayonnements solaires nocifs. Il est donc essentiel de comprendre la composition du noyau et son évolution. La frontière entre le noyau et le manteau marque une transition abrupte du silicate au métal, et on ignore encore beaucoup de choses sur les échanges chimiques à ce stade.

Des décennies d’études sur les ondes sismiques à l’intérieur de la Terre ont révélé une fine couche, appelée « E prime », d’une épaisseur de seulement quelques centaines de kilomètres. L’origine de cette couche restait jusqu’à présent un mystère. “Nous suggérons que la formation de la couche principale E peut être attribuée à un échange chimique entre le noyau et le manteau, provoqué par le transport en eau profonde sur des gigaannées”, note l’équipe de recherche.

Les sismologues ont observé des caractéristiques inhabituelles dans cette couche, indiquant qu’elle est moins dense et que ses vitesses sismiques sont plus lentes. On pense que cet écart implique des variations dans les concentrations d’éléments légers tels que l’hydrogène ou le silicium.

Implications et perspectives futures

L’interaction de l’eau avec les matériaux du noyau, comme le démontre l’utilisation de cellules à enclumes de diamant chauffées au laser simulant les conditions limites entre le noyau et le manteau, révèle que l’eau subductée peut réagir chimiquement pour transformer la couche externe du noyau en un matériau riche en hydrogène. film.

Cette réaction disperse également les cristaux de silice qui remontent et rejoignent le manteau. Par conséquent, une couche de matériau riche en hydrogène et pauvre en silicium se forme au-dessus du noyau, s’alignant sur les caractéristiques observées dans les ondes sismiques.

Cette découverte éclaire non seulement la nature de la couche principale E, mais suggère également un cycle global de l’eau plus complexe qu’on ne le pensait auparavant. Shim ajoute : « Nos découvertes, ainsi que nos observations précédentes de diamants formés par la réaction de l’eau avec le carbone dans le fer liquide sous une pression extrême, suggèrent une interaction dynamique entre le noyau et le manteau avec un échange significatif de matériaux. » Ces informations ouvrent de nouvelles voies dans notre compréhension de la dynamique interne de la Terre et de son cycle des eaux profondes, élargissant ainsi notre connaissance des systèmes complexes de la planète.

Cette étude révolutionnaire, publiée dans Géosciences naturellesdévoile encore une autre couche des profonds mystères de la Terre, nous rappelant l’évolution continue et la complexité de notre planète.