Washington DC – Le noyau interne de la Terre, une boule de métal solide tournant à l’intérieur du noyau externe en fusion, peut ralentir et même changer de forme.
Une analyse récente des ondes sismiques a montré qu’il y a environ 15 ans, la rotation du noyau interne aurait pu tellement ralentir qu’elle semblait s’arrêter ou inverser sa direction par rapport à la surface. Mais une nouvelle analyse suggère que quelque chose d’autre pourrait changer au cœur de la Terre.
L’explication la plus probable est que le noyau interne ne tourne pas seulement différemment – Sa surface est également probablement en train de se transformerJohn Widell, géophysicien à l’Université de Californie du Sud à Los Angeles, fait rapport lors d’une réunion de l’American Geophysical Union le 9 décembre. Cette découverte pourrait aider à résoudre un débat de longue date sur ce qui change dans le noyau interne.
Aucun instrument ne peut physiquement sonder le noyau terrestre. Les chercheurs l’étudient donc à l’aide d’ondes sismiques provenant de tremblements de terre. Les scientifiques utilisent généralement les tremblements de terre survenus dans les îles Sandwich du Sud, près de l’Antarctique, pour capturer les tremblements de terre sur le côté opposé de la planète par rapport au réseau d’instruments de l’Alaska. Les ondes des tremblements de terre traversent la planète comme les ondes d’un sonar dans l’eau, certaines traversant le noyau interne avant d’atteindre l’Alaska. Les instruments y enregistrent les ondes sous forme de signatures irrégulières appelées formes d’onde, qui contiennent des informations sur ce que les ondes ont rencontré au cours de leur voyage à travers la Terre.
Pour mieux détecter les changements dans le noyau interne, les chercheurs comparent des tremblements de terre de taille similaire qui se sont produits au même endroit mais à des moments différents. De tels tremblements jumeaux, appelés doublets, devraient produire des ondes similaires si leurs voyages à travers la Terre étaient identiques. Mais les chercheurs ont remarqué que certains doublets des îles Sandwich du Sud produisent des ondes différentes de celles de l’Alaska, ce qui indique que quelque chose dans le noyau interne de ces doublets a changé entre le moment où les deux tremblements de terre se sont produits.
En 2023, des géophysiciens ont rapporté que la différence de forme d’onde générée par la rotation du noyau interne avait tellement ralenti qu’elle semblait avoir arrêté – voire inversé – son mouvement par rapport à la surface vers 2009 (SN : 23/01/23Puis, plus tôt cette année, l’équipe de Videl a confirmé le renversement. Ils ont pu faire correspondre certaines formes d’onde avant et après le retournement, identifiant un moment où le noyau interne avait repris son orientation précédente vers la surface (SN : 25/06/24,
Pour la nouvelle étude, Vidal et ses collègues ont analysé près de 200 paires de tremblements de terre survenus entre 1991 et 2024. Ils ont examiné des paires d’ondes appariées avant et après l’inversion, enregistrées sur deux réseaux de récepteurs différents situés près de Fairbanks, en Alaska, et de Yellowknife, au Canada.
Il est intéressant de noter que les 10 doublets de Yellowknife présentaient des différences subtiles dans les formes d’onde qui n’étaient pas présentes dans les formes d’onde de Fairbanks. L’équipe savait que les ondes atteignant ces réseaux, qui mesurent environ 1 600 kilomètres de diamètre, empruntent des chemins légèrement différents à travers la Terre : les ondes atteignant Fairbanks pénètrent plus profondément dans le noyau interne, tandis que les ondes atteignant Yellowknife touchent sa partie externe.
« L’explication la plus simple est la distorsion du noyau interne peu profond », explique Wiedel.
Il est possible que tout le noyau interne en forme de géoïde se déforme, comme un ballon de football remodelé de sorte que ses extrémités pointent dans deux nouvelles directions. Alternativement, dit-il, des zones de la surface du noyau interne peuvent gonfler ou se contracter. La métaphore serait comme les petites bosses et les petites taches qui se forment sur un ballon de football. Il est également possible que les deux processus se produisent. Wiedel affirme que de tels changements pourraient être provoqués par l’attraction gravitationnelle de la matière circulant dans le manteau – la plus grande couche interne de la Terre – ou dans le noyau externe.
Ce n’est pas la première fois que des chercheurs signalent que la surface du noyau interne change avec le temps. En 2006, le géophysicien Lianxing Wen de l’Université Stony Brook à New York a rapporté que morceaux de surface Il peut croître ou rétrécir de plusieurs centaines de mètres par décennie, probablement en raison de la matière éjectée du noyau interne lors de son refroidissement. Mais contrairement à Wiedel, Wen et ses collègues comme Xin Zhang, géophysicien à l’Université des sciences et technologies de Chine à Hefei, pensent que Le noyau interne ne tourne pas contrairement à la Terre.« Les changements de surface peuvent expliquer pleinement tous les résultats », explique Zhang.
Xiaodong Song, géophysicien à l’Université de Pékin, qui a été l’un des premiers à rapporter cette information. Le noyau interne tourne différemment Le reste de la planète est globalement d’accord avec les conclusions de Wiedel. Il dit que même si les différences de forme d’onde sont probablement principalement dues à des changements de rotation, d’autres processus tels que des changements de surface peuvent également se produire. « Ce n’est pas le cas non plus. »
Quant à la façon dont tout cela affecte la vie sur Terre, « nous ne savons pas si cela aura un impact sur quoi que ce soit à la surface », dit Wiedel. « Mais tant que nous n’aurons pas compris ce qui se passe, nous ne pouvons pas le dire avec certitude. »
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