Les scientifiques de l’USC ont trouvé des preuves que le noyau interne de la Terre oscille, contredisant les modèles précédemment acceptés qui suggéraient qu’il tourne systématiquement à un rythme plus rapide que la surface de la planète.
Leur étude, publiée aujourd’hui dans Avancées scientifiques, montre que le noyau interne a changé de direction au cours de la période de six ans de 1969 à 1974, selon l’analyse des données sismiques. Les scientifiques affirment que leur modèle de mouvement du noyau interne explique également la variation de la durée du jour, dont il a été démontré qu’elle oscille de manière persistante au cours des dernières décennies.
« D’après nos découvertes, nous pouvons voir les changements de surface de la Terre par rapport à son noyau interne, comme les gens l’affirment depuis 20 ans », a déclaré John E. Vidale, co-auteur de l’étude et professeur doyen des sciences de la Terre à l’USC Dornsife College of Lettres, Arts et Sciences. « Cependant, nos dernières observations montrent que le noyau interne a tourné légèrement plus lentement de 1969 à 1971, puis s’est déplacé dans l’autre sens de 1971 à 1974. Nous notons également que la durée du jour a augmenté et diminué comme prévu.
« La coïncidence de ces deux observations fait de l’oscillation l’interprétation probable. »
L’analyse des tests atomiques identifie le taux et la direction de rotation
Notre compréhension du noyau interne s’est considérablement élargie au cours des 30 dernières années. Il a été démontré que le noyau interne – une boule chaude et dense de fer solide de la taille de Pluton – se déplace et / ou change au fil des décennies. Il est également impossible d’observer directement, ce qui signifie que les chercheurs ont du mal à utiliser des mesures indirectes pour expliquer le schéma, la vitesse et la cause du mouvement et des changements.
Une recherche publiée en 1996 a été la première à proposer que le noyau interne tourne plus vite que le reste de la planète – également connu sous le nom de super-rotation – à environ 1 degré par an. Les découvertes ultérieures de Vidale ont renforcé l’idée que le noyau interne super-rote, bien qu’à un rythme plus lent.
En utilisant les données du Large Aperture Seismic Array (LASA), une installation de l’US Air Force dans le Montana, les chercheurs Wei Wang et Vidale ont découvert que le noyau interne tournait plus lentement que prévu, environ 0,1 degré par an. L’étude a analysé les ondes générées par les essais de bombes nucléaires souterraines soviétiques de 1971 à 1974 dans l’archipel arctique de Novaya Zemlya en utilisant une nouvelle technique de formation de faisceaux développée par Vidale.
Les nouvelles découvertes sont apparues lorsque Wang et Vidale ont appliqué la même méthodologie à une paire de tests atomiques antérieurs sous l’île d’Amchitka à la pointe de l’archipel de l’Alaska – Milrow en 1969 et Cannikin en 1971. En mesurant les ondes de compression résultant des explosions nucléaires, ils ont découvert le noyau interne avait une direction inversée, tournant en sous-rotation d’au moins un dixième de degré par an.
Cette dernière étude a marqué la première fois que l’oscillation bien connue de six ans a été indiquée par une observation sismologique directe.
« L’idée que le noyau interne oscille était un modèle qui existait, mais la communauté était divisée sur sa viabilité », a déclaré Vidale. « Nous nous sommes lancés dans l’attente de voir le même sens et le même taux de rotation dans la paire de tests atomiques précédente, mais au lieu de cela, nous avons vu le contraire. Nous avons été assez surpris de constater qu’il se déplaçait dans l’autre sens. »
Des recherches futures pour approfondir les raisons pour lesquelles le noyau interne s’est formé
Vidale et Wang ont tous deux noté que les recherches futures dépendraient de la recherche d’observations suffisamment précises pour les comparer à ces résultats. En utilisant des données sismologiques provenant de tests atomiques dans des études précédentes, ils ont été en mesure de déterminer l’emplacement et l’heure exacts de l’événement sismique très simple, explique Wang. Cependant, le LASA du Montana a fermé ses portes en 1978 et l’ère des essais atomiques souterrains aux États-Unis est révolue, ce qui signifie que les chercheurs devraient s’appuyer sur des données sismiques relativement imprécises, même avec les progrès récents de l’instrumentation.
L’étude soutient la spéculation selon laquelle le noyau interne oscille en fonction des variations de la durée du jour – plus ou moins 0,2 seconde sur six ans – et des champs géomagnétiques, qui correspondent tous deux à la théorie en amplitude et en phase. Vidale dit que les résultats fournissent une théorie convaincante pour de nombreuses questions posées par la communauté des chercheurs.
« Le noyau interne n’est pas fixe – il bouge sous nos pieds et il semble faire des allers-retours de quelques kilomètres tous les six ans », a déclaré Vidale. « L’une des questions auxquelles nous avons essayé de répondre est la suivante : le noyau interne bouge-t-il progressivement ou est-il principalement verrouillé par rapport à tout le reste à long terme ? Nous essayons de comprendre comment le noyau interne s’est formé et comment il se déplace au fil du temps. est une étape importante pour mieux comprendre ce processus. »
Wei Wang et al, observation sismologique du noyau interne oscillant de la Terre, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abm9916. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm9916