Il pourrait y avoir de la " neige " de fer qui tombe sur le cœur de notre planète

Des géologues de Chine et des États-Unis ont trouvé des preuves suggérant que de la “neige” pourrait tomber dans le noyau brulant de la Terre. Bien sûr, il ne s’agit pas de la neige de surface que nous connaissons, les chercheurs disent que ces flocons seraient faits d’alliages de fer, se déposant doucement sur le noyau interne solide par le noyau externe plus fluide.

Nos meilleurs modèles du fonctionnement interne de la Terre indiquent que notre planète est un empilement de différents matériaux. Nous marchons sur une fine croûte rocheuse qui flotte sur un manteau fluide, mais en grande partie solide. En dessous se trouve le noyau externe, un anneau de fer fondu extrêmement chaud qui entoure le noyau interne de fer solide.

Un diagramme des couches de la Terre, comprenant en partant de la surface la croute, le manteau supérieur, la zone de transition, manteau inférieur, le noyau externe, le noyau interne. (Kyle McKernan/ Princeton Office of Communications)

Comme il y a 2 890 km en partant de la surface, il est difficile de voir ce qui se passe en bas. Pour l’étudier, les scientifiques enregistrent et analysent comment les ondes sismiques se propagent à travers les différents matériaux. Si elles accélèrent ou ralentissent à certains endroits, cela peut révéler la viscosité des différentes couches et donner une idée de ce dont elles sont composées.

Mais ce genre de travail a révélé des surprises qui ne concordent pas avec nos modèles actuels. Par exemple, les ondes sismiques semblent se déplacer plus lentement que prévu à travers la partie interne du noyau externe, et plus rapidement que prévu à travers le sommet du noyau interne, en particulier dans l’hémisphère Est.

Les chercheurs de cette nouvelle étude ont mis en avant une théorie qui explique ces anomalies : la « neige » de fer. Selon des expériences menées avec des matériaux similaires à ceux du noyau, il est possible que le fer fondu dans la partie inférieure du noyau externe cristallise, s’enfonçant alors lentement et se déposant sur le noyau interne plus solide.

Selon Nick Dygert, coauteur de l’étude :

C’est une chose assez bizarre à laquelle il faut penser. Vous avez des cristaux dans le noyau externe qui descendent sur le noyau interne sur une distance de plusieurs centaines de kilomètres.

Cette substance neigeuse aurait une texture semblable à celle d’une pâte, ce qui ralentirait les ondes sismiques. Et comme elle ne se déposerait pas en une couche uniforme, elle pourrait être plus mince dans l’hémisphère est et plus épaisse dans l’ouest, ce qui expliquerait les différences de vitesse entre ces régions. Pour les chercheurs, ce processus pourrait aussi expliquer pourquoi le noyau interne grandit.

Une figure illustrant comment la  » neige  » de fer tombe du noyau externe et s’accumule sur le noyau interne. Les couches blanches et noires représentent une “bouillie” contenant des cristaux de fer. Ils se forment dans la couche du noyau externe (blanc). Ces cristaux  » tombent en neige  » jusqu’au noyau interne, où ils s’accumulent et se compactent en une couche par-dessus (noir). La couche compactée est plus épaisse dans l’hémisphère ouest du noyau interne (W) que dans l’hémisphère est (E). (UT Austin/ Jackson School of Geosciences)

S’il neige dans le noyau de la planète, cela pourrait avoir des effets sur de nombreux processus terrestres, notamment la façon dont la chaleur et la roche se déplacent dans différentes sections et la façon dont le champ magnétique est généré.

Selon Youjun Zhang, auteur principal de l’étude :

La limite du noyau interne n’est pas une surface simple et lisse, ce qui peut affecter la conduction thermique et les convections du noyau.

Ce n’est pas la première et surprenante théorie avancée sur les entrailles de la Terre. Des recherches récentes ont permis de découvrir une énorme chaîne de montagnes dans le manteau, un  » jet stream  » de fluide se déplaçant rapidement dans le noyau externe. Elles ont également révélé que le noyau interne est beaucoup plus jeune que le reste de la planète.

L’étude publiée dans la revue scientifique JGR Solid Earth : Fe Alloy Slurry and a Compacting Cumulate Pile Across Earth’s Inner‐Core Boundary et présentée sur le site de la Jackson School of Geosciences de l’université du Texas à Austin : Scientists Find Iron ‘Snow’ in Earth’s Core.