Des chercheurs ont découvert que l’eau de la surface terrestre, transportée vers les profondeurs par les mouvements tectoniques, transforme la couche supérieure du noyau externe. Cette interaction entre l’eau et les éléments du noyau crée une couche distincte et mystérieuse, influençant potentiellement le champ magnétique terrestre.
La croûte terrestre est une structure dynamique formée de plaques tectoniques en mouvement constant. Ces plaques, vastes et rigides, interagissent en se frottant, se chevauchant ou en glissant l’une sous l’autre dans les zones de subduction. Elles entraînent alors l’eau vers le manteau inférieur. Un voyage de plusieurs milliards d’années conduit ensuite l’eau à une profondeur d’environ 2900 kilomètres, au seuil du noyau-manteau.
Récemment, des chercheurs ont mis en lumière un phénomène intrigant : cette eau modifie la composition du noyau externe. Cette découverte, issue d’une collaboration scientifique internationale, éclaire des aspects méconnus de la géologie terrestre, notamment concernant le cycle de l’eau. Les détails, publiés dans la revue Nature Geoscience, devraient également permettre de mieux comprendre le champ magnétique terrestre.
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Des réactions chimiques au cœur de la Terre
Lorsque l’eau, transportée par les plaques tectoniques, atteint la frontière entre le manteau et le noyau de la Terre, elle devient un acteur clé d’un processus chimique inhabituel et complexe.
L’équipe de recherche a découvert que lorsque l’eau entre en contact avec la couche supérieure du noyau externe, elle provoque des réactions chimiques qui modifient la composition de cette zone. L’une des conséquences les plus significatives de ces réactions est la production d’hydrogène. Cet hydrogène, issu de la décomposition de l’eau sous l’effet des hautes températures et pressions, s’infiltre dans le noyau externe, créant ainsi une couche enrichie en hydrogène.
Parallèlement, ces réactions entraînent également le déplacement de la silice, un élément présent dans le manteau, vers le manteau inférieur. Cette migration de la silice est un phénomène remarquable, car elle indique un échange de matériaux entre le noyau et le manteau, un processus qui n’était pas bien compris auparavant. Les auteurs expliquant dans un communiqué que ces découvertes révèlent une interaction beaucoup plus dynamique entre le noyau et le manteau que ce que l’on croyait.
Une nouvelle compréhension du champ magnétique terrestre
Le noyau externe de la Terre, composé principalement de fer et de nickel en fusion, joue un rôle fondamental dans la génération du champ magnétique terrestre. Ce champ magnétique est crucial pour la vie sur Terre, car il agit comme un bouclier protecteur contre les vents solaires et les radiations cosmiques, qui seraient autrement dévastateurs pour la vie à la surface de la planète.
La dynamique du noyau externe, notamment le mouvement du fer et du nickel en fusion, génère des courants électriques qui, à leur tour, produisent le champ magnétique. Ce processus est connu sous le nom de géodynamo. La présence d’hydrogène, résultant des réactions chimiques déclenchées par l’eau à la frontière du noyau-manteau, pourrait influencer la conductivité et la fluidité du noyau externe. Ces modifications, même mineures, peuvent avoir un impact significatif sur la géodynamo et, par conséquent, sur le champ magnétique terrestre.
Comprendre ces changements internes est essentiel pour plusieurs raisons. D’abord, le champ magnétique terrestre n’est pas statique ; il subit des variations, des inversions et même des affaiblissements au fil du temps. Les changements dans la composition et la dynamique du noyau externe pourraient offrir des explications à ces phénomènes. De plus, une meilleure compréhension de ces processus internes est cruciale pour prédire comment le champ magnétique pourrait évoluer à l’avenir.
Nouvelle perspective sur la dynamique interne de la Terre
Précédemment à cette découverte, des enregistrements sismiques ont révélé l’existence d’une couche mince et mystérieuse, désignée sous le nom de « E prime » (E’), située juste au-dessus du noyau externe. Cette couche a longtemps intrigué les géologues et les sismologues, car ses caractéristiques ne correspondaient pas aux modèles existants de la structure interne de la Terre.
La découverte de cette couche hydrogène-riche et silice-pauvre, correspondant aux observations des ondes sismiques, éclaire enfin l’origine de cette énigme géologique. Cela pourrait expliquer la densité plus faible et les propriétés sismiques particulières de cette couche. De même, la faible teneur en silice, un élément plus commun dans le manteau supérieur, indique une composition distincte, alignée sur les observations sismiques.
En outre, cette découverte suggère un cycle global de l’eau plus complexe que ce que l’on pensait jusqu’ici. Elle souligne l’importance d’une interaction dynamique entre le noyau et le manteau. Ce ne sont pas des entités isolées ; ils interagissent constamment, impliquant un échange substantiel de matériaux. Les processus se déroulant dans les profondeurs de la Terre peuvent avoir des répercussions sur la surface, affectant tout, des phénomènes volcaniques et tectoniques à l’évolution du climat et de l’environnement.