La théorie de deux couches distinctes dans le noyau interne de la Terre existe déjà, mais cette étude apporte les premières preuves que cette théorie est peut-être une réalité.

Normalement, on part du principe que quatre grandes couches structurent notre planète : croute, manteau, noyau externe (liquide), noyau interne (solide). Mais voilà que dans une étude parue dans l’édition de janvier 2021 de Journal of Geophysical Research, une équipe de recherche montre qu’il y aurait un autre noyau au sein du noyau interne, soit deux couches.

« L’idée d’une autre couche distincte a été proposée il y a une vingtaine d’années, mais les données n’étaient pas claires. Nous avons contourné ce problème en utilisant un algorithme de recherche très intelligent pour parcourir des milliers de modèles du noyau interne », détaille Joanne Stephenson, chercheuse en sciences de la Terre, sur le site de The Australian National University (ANU) le 3 mars.

Deux couches dans le cœur solide de la Terre ?

Comment observer ce qu’il se passe à l’intérieur de la Terre — et plus particulièrement dans le noyau ? C’est impossible : l’observation se doit d’être indirecte, au travers des séismes. C’est ainsi que l’algorithme développé par cette équipe sert à comparer des milliers de modèles de noyau terrestre avec les données récupérées, décennie après décennie, sur les ondes sismiques.

Il s’agit alors d’étudier une propriété au nom barbare : l’anisotropie. Un matériau anisotrope voit sa composition changer en fonction de l’orientation qu’il prend. L’isotropie est son inverse : qu’importe la direction, les propriétés physiques restent invariantes. On peut retrouver le phénomène d’anisotropie dans de nombreuses conditions. Par exemple, si vous regardez certaines télévisions ou écrans d’ordinateur selon une position différente, les couleurs sont différentes, car leur rayonnement est anisotrope.

Appliquant cela à la géologie et plus particulièrement à la structure terrestre interne, les variations dans la composition des matériaux internes modifient les propriétés des ondes sismiques. Tel ou tel tremblement de terre reflète un changement interne dans la croute terrestre, mais cela s’applique aussi quand l’on va plus profondément : on peut étudier l’anisotropie du noyau à travers les ondes sismiques, qui nous donnent des indications sur la composition interne de la Terre. Ainsi, en analysant ces ondes dans leur globalité sur plusieurs décennies, l’algorithme développé par les scientifiques australiens a permis de mettre en évidence une variation de composition au sein du noyau interne.

Faudra-t-il un jour ajouter une cinquième couche interne à notre planète ? // Source : Wikimedia

D’après leurs conclusions, il y aurait donc, au cœur de notre planète, deux couches bien distinctes au sein du noyau interne — ce que l’on peut imager par un noyau interne au sein du noyau interne. «  Nous avons trouvé des preuves qui pourraient indiquer un changement dans la structure du fer, ce qui suggère peut-être deux événements de refroidissement distincts dans l’histoire de la Terre, explique Joanne Stephenson. Les détails de ce grand événement sont encore un mystère, mais nous avons ajouté une autre pièce au puzzle de notre connaissance du noyau interne de la Terre. »

Évidemment, cette étude ne peut pas en arriver à une conclusion pleinement certaine : l’observation est entièrement dépendante des ondes sismiques qui nous arrivent et que l’on a détectées puis enregistrées. Mais l’étude est cohérente avec d’autres travaux qui pointaient cette possibilité, notamment le comportement bizarre de certaines ondes qui semble incompatible avec notre modèle en quatre couches. « C’est très excitant – et cela pourrait signifier que nous devons réécrire les manuels scolaires ! », s’est réjouie Joanne Stephenson ; pour ce faire, il faudra attendre que d’autres études en arrivent à la même conclusion.

Partager sur les réseaux sociaux

La suite en vidéo