Des scientifiques de l’Université nationale australienne (ANU) ont découvert une région en forme de beignet située à des milliers de kilomètres sous nos pieds, dans le noyau liquide de la Terre, fournissant de nouveaux indices sur la dynamique du champ magnétique de notre planète.
La structure du noyau liquide de la Terre n’est présente qu’à basse latitude et est parallèle à l’équateur. Selon les sismologues de l’ANU, elle n’avait pas été détectée jusqu’à présent.
La Terre est composée de deux couches : le noyau interne, une couche solide, et le noyau externe, une couche liquide. Le noyau terrestre est entouré du manteau. La région en forme de beignet récemment découverte se trouve au sommet du noyau externe de la Terre, là où le noyau liquide rencontre le manteau.
Le co-auteur de l’étude et géophysicien de l’ANU, le professeur Hrvoje Tkalčić, a déclaré que les ondes sismiques détectées sont plus lentes dans la région nouvellement découverte que dans le reste du noyau externe liquide.
« La région est parallèle au plan équatorial, est confinée aux basses latitudes et a une forme de beignet », a-t-il déclaré.
« Nous ne connaissons pas l’épaisseur exacte du beignet, mais nous en avons déduit qu’il atteint quelques centaines de kilomètres sous la limite noyau-manteau. »
Plutôt que d’utiliser les techniques traditionnelles d’observation des ondes sismiques et d’observer les signaux générés par les tremblements de terre dans la première heure, les scientifiques de l’ANU ont analysé les similitudes entre les formes d’ondes plusieurs heures après l’origine du tremblement de terre, ce qui les a conduits à faire cette découverte unique.
« En comprenant la géométrie des trajectoires des ondes et la façon dont elles traversent le volume du noyau externe, nous avons reconstitué leurs temps de parcours à travers la Terre, démontrant que la région nouvellement découverte a de faibles vitesses sismiques », a déclaré le professeur Tkalčić.
« La structure particulière est restée cachée jusqu’à présent, car les études précédentes ont collecté des données avec une couverture volumétrique moindre du noyau externe en observant des ondes qui étaient généralement confinées dans l’heure suivant l’origine des grands tremblements de terre.
« Nous avons pu obtenir une couverture volumétrique bien meilleure car nous avons étudié les ondes réverbérantes pendant de nombreuses heures après de grands tremblements de terre. »
Le Dr Xiaolong Ma, co-auteur de l’étude, a déclaré que cette découverte dévoile certains mystères de la dynamique du champ magnétique terrestre. « Il existe encore des mystères sur le noyau externe de la Terre qui n’ont pas encore été résolus, ce qui nécessite des efforts multidisciplinaires en matière de sismologie, de physique minérale, de géomagnétisme et de géodynamique », a déclaré le Dr Ma.
Le noyau externe est principalement constitué de fer et de nickel liquides, et le mouvement vigoureux du liquide conducteur d’électricité crée le champ magnétique terrestre, qui protège la Terre et contribue à maintenir toute vie, la protégeant des vents solaires nocifs et des radiations nocives.
Les scientifiques pensent qu’il est essentiel d’en savoir plus sur la composition du noyau externe de la Terre, y compris sur les éléments chimiques légers, pour comprendre le champ magnétique et prédire quand il pourrait potentiellement cesser ou s’affaiblir.
« Nos résultats sont intéressants car cette faible vitesse dans le noyau liquide implique que nous avons une forte concentration d’éléments chimiques légers dans ces régions, ce qui entraînerait un ralentissement des ondes sismiques. Ces éléments légers, associés aux différences de température, contribuent à remuer le liquide dans le noyau externe », a déclaré le professeur Tkalčić.
« Le champ magnétique est un ingrédient fondamental dont nous avons besoin pour que la vie soit maintenue à la surface de notre planète.
« La dynamique du champ magnétique terrestre est un domaine qui suscite un vif intérêt au sein de la communauté scientifique. Nos résultats pourraient donc favoriser davantage de recherches sur le champ magnétique terrestre et sur d’autres planètes. »
La recherche est publié dans Progrès scientifiques.
Plus d’informations :
Xiaolong Ma et al., Tore équatorial sismique à faible vitesse dans le noyau externe de la Terre : preuve du champ d’ondes de corrélation de la coda tardive, Progrès scientifiques (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn5562