Il noyau externe de la Terre, située à quelque 3 000 kilomètres de profondeur sous la surface, est une couche de plus de 2 000 kilomètres d’épaisseur composée de fer et nickel à l’état liquide. Elle est fondamentale pour la vie sur notre planète, puisque c’est la région qui génère la champ magnétique qui nous protège des phénomènes tels que les tempêtes solaires. Cependant, il recèle des mystères tels que le anomalies sismiques qui ont été immatriculés à sa frontière avec le manteau terrestrele rocher sous nos pieds.
Comme l’expliquent Sang-Heon Dan Shim et Suyu Fu, chercheurs de l’Arizona State University, c’est le point de contact entre une couche de silicates solides et une autre couche de métal liquide, ce qui en fait un espace unique pour étudier le transfert d’énergie et de chaleur entre matériaux. De plus, grâce aux systèmes d’imagerie sismique, il a été possible de caractériser ces anomalies frontalières comme différences de vitesse et de densité par rapport au matériau des deux couches.
Désormais, l’équipe de Shim et Fu pense avoir trouvé le responsable, qui n’est autre que le noyau lui-même, selon l’article qu’ils publient dans revue nature. Pour ce faire, il a recréé en laboratoire les conditions d’extrême pression et de hautes températures qui permettent la formation de silice cristalline dans un alliage d’hydrogène et de fer à l’état liquide, semblable à celui qui forme le noyau externe. Les cristaux résultants ont suffisamment de silicium pour être plus légers que le liquide, et flottent donc au lieu de couler vers le centre de la Terre.
[La frenada del núcleo de la Tierra: claves de una investigación rodeada de morbo y especulaciones]
Les auteurs ont baptisé ce phénomène « neige riche en silicium », inspiré par d’après ce qu’ils disent pour les expériences qu’ils ont menées sous la neige à Chicago pendant le confinement. Pour le produire, ils ont mélangé un alliage de fer et de silice avec un gaz composé d’hydrogène et d’argonet tout compressé en un seul cellule d’enclume de diamantun instrument utilisé en géologie pour générer d’énormes pressions.
La zone entre le manteau et le noyau externe où se produisent les anomalies. Université d’Arizona/Wired UK
« Générer des températures suffisamment élevées et avec la pression nécessaire pour que le les alliages de fer et l’hydrogène s’unissent cela a toujours été très difficile », explique Shim. C’est parce que le gaz peut diffuser dans la cellule à enclume de diamant au point de la briser, vouant le test. Pour cette occasion, cependant, ils ont développé une nouvelle méthode.
Avec cette nouvelle technique, explique Shim, « l’hydrogène est mélangé à l’argon dans la cellule à enclume de diamant. L’argon ne réagit pas avec l’échantillon, mais supprime la diffusion d’hydrogène dans le récipientnous permettant d’atteindre les conditions extrêmes du noyau externe de la Terre en laboratoire. »
Ce phénomène, concluent-ils, provoque des amas de neige siliceuse à la frontière entre le noyau métallique et le manteau rocheux, à l’endroit où ils ont été détectés. structures multiples et énigmatiques échelle dans les images lors des levés sismiques. « Si la silice et l’hydrogène sont les deux principaux éléments présents dans la partie la plus externe du noyau en quantité suffisante, une remontée de neige siliceuse peut se produire », explique Fu.
Précisément, ces accumulations de neige siliceuse pourraient former la noyaux durs, d’une centaine de mètres d’épaisseur et aux qualités solides au milieu du métal liquide. Si la convection du manteau qui coule peut capturer certains de ces amas, ils peuvent former ces structures et provoquer la anomalies sismiques à très faible vitesse détectés depuis des décennies.
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