Pourquoi le noyau interne de la Terre pourrait ralentir

Le noyau interne solide de la planète pourrait tourner à un rythme différent de celui du reste de la planète, et ce rythme pourrait changer

La rotation du noyau interne de la Terre a peut-être ralenti, le cœur de la planète tournant maintenant à un rythme légèrement plus lent que les couches au-dessus, selon de nouvelles recherches. Le ralentissement pourrait modifier la vitesse de rotation de la planète entière et influencer la façon dont le noyau évolue avec le temps.

Pour la nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Geoscience, les scientifiques ont utilisé une base de données de tremblements de terre pour sonder le comportement du noyau interne solide de la Terre au fil du temps. Le noyau interne est suspendu comme un roulement à billes dans l'océan de métal en fusion du noyau externe. A cause de ce cocon liquide, le « roulement à billes » peut ne pas tourner à la même vitesse que le reste de la planète. Au fil des ans, certains chercheurs ont découvert que le noyau tourne légèrement plus vite que le manteau et la croûte, une condition appelée "super rotation". Mais les études n'ont pas donné de chiffres cohérents, la première étude à observer la rotation différentielle du noyau estimant que le noyau interne tourne jusqu'à un degré plus vite par an que le reste de la planète ; d'autres ont trouvé une accélération annuelle de seulement de minuscules fractions de degré.

Ces différences ne sont pas dramatiques. La variation du temps de rotation entre le noyau interne et le reste de la Terre est très mineure. Les différences ne sont pas non plus une menace pour la vie à la surface : contrairement au film de science-fiction The Core de 2003, il n'est pas nécessaire de faire appel à une équipe de géophysiciens et d'astronautes pour forer jusqu'au centre de notre planète et commencer à faire exploser des choses. . Tout au plus, la rotation du noyau interne pourrait influencer la rotation globale de la Terre et contribuer aux fluctuations du champ magnétique de la planète. Chaque année, le noyau se dilate d'environ un millimètre, car une partie du fer en fusion dans le noyau externe se solidifie, ont montré des études sismiques. La solidification entraîne également la circulation du noyau externe, qui, à son tour, crée le champ magnétique de la planète. La rotation du noyau interne pourrait influencer ce processus de solidification d'une manière qui n'est pas encore entièrement comprise, affectant ainsi le champ magnétique, explique l'auteur de l'étude Xiaodong Song, géophysicien à l'Université de Pékin en Chine.

La rotation pourrait également avoir une incidence sur la croissance du noyau interne sur des milliards d'années, explique John Vidale, géophysicien à l'Université de Californie du Sud qui n'a pas participé à l'étude, mais qui a fait des recherches sur la rotation du noyau.

Le hic, cependant, c'est que personne ne sait vraiment à quelle vitesse le noyau interne tourne. Dans la nouvelle étude, Song et le géophysicien Yi Yang, également à l'Université de Pékin, ont découvert que le noyau semblait maintenir une rotation constante, plus rapide que la rotation globale de la Terre, entre les années 1970 et le début des années 2000. Vers 2009, cependant, cette rotation a ralenti assez brusquement pour correspondre à la vitesse de la Terre, puis a peut-être tellement ralenti que le reste de la planète tourne maintenant plus vite, dit Song.

Song et Yang ont mesuré cette rotation en utilisant des paires de tremblements de terre presque identiques qui ont pris naissance aux mêmes endroits, séparés uniquement par le temps. Parce que les tremblements de terre sont presque identiques, leurs ondes de choc devraient également sembler identiques lorsqu'elles traversent le noyau et en ressortent, où elles sont détectées par des sismomètres autour de la planète, c'est-à-dire, à moins que le noyau lui-même ne change et ne modifie la trajectoire des ondes d'un tremblement de terre. par rapport à l'autre. Si le noyau tourne différemment du reste de la planète, des ondes de tremblement de terre identiques qui se produisent à des mois ou des années d'intervalle frapperont le noyau à des endroits légèrement différents et rebondiront donc avec quelques différences subtiles. Les chercheurs ont comparé les ondes de tremblement de terre remontant à 1964 pour suivre les changements dans la façon dont le noyau pourrait se déplacer au fil du temps. S'ils ont raison, la rotation du noyau est maintenant en retard sur celle de la planète dans son ensemble d'une infime quantité.

"Nous émettons l'hypothèse que cette [rotation ralentie] se poursuivra dans les années et les décennies à venir, et nous devrions être en mesure de le voir dans [notre] période humaine relativement courte", a déclaré Song.

Les nouvelles découvertes ne mettront probablement pas fin au débat sur le noyau interne. Le travail est bien fait et fait un travail admirable en combinant différentes données, dit Vidale. Mais il existe plusieurs explications concurrentes à ce qui se passe. Par exemple, les recherches de Vidale suggèrent que le noyau peut modifier sa rotation tous les six ans environ, tandis que les chercheurs Guanning Pang et Keith Koper ont signalé une seule "embardée" au début des années 2000 et peu de changement depuis dans une étude de 2022. "Je ne considère pas [le nouveau travail] comme entièrement concluant", déclare Vidale.

Lianxing Wen, géodynamicien à l'Université de Stony Brook, qui n'a pas participé à la nouvelle étude, étudie également la rotation du noyau. Il ne croit pas que le noyau interne tourne différemment du reste de la planète. Une meilleure explication des changements dans les ondes sismiques qui traversent le noyau, dit Wen, est que la surface du noyau interne n'est pas lisse comme un roulement à billes mais plutôt inégale et en constante évolution. "Nous pensons que le noyau interne a une topographie changeante qui explique le mieux les changements temporels observés des ondes sismiques qui se reflètent sur le noyau interne", dit-il. La nouvelle recherche, dit Wen, interprète à tort ces changements comme étant causés par la rotation du noyau plutôt que par sa surface fluctuante.

Heureusement, dit Song, la surveillance sismique de la Terre est meilleure que jamais, produisant des données beaucoup plus riches sur l'intérieur de la planète que dans les décennies précédentes. En continuant à observer les ondes sismiques, les chercheurs devraient être en mesure de montrer s'ils ont raison sur la rotation du noyau interne.

"La bonne nouvelle", dit Song, "c'est que nous n'avons pas à attendre trop longtemps."

Stéphanie Papas est un journaliste scientifique indépendant. Elle est basée à Denver, Colorado.

Chelsea Harvey et E&E News

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