Un « jet-stream » de fer en fusion découvert dans le noyau de la Terre

L’intérieur de notre planète reste mal connu. Toutefois, grâce aux satellites de la mission Swarm, de l’ESA, nous commençons à « voir » ce qu’il se passe dans le noyau de la Terre, là où naît le champ magnétique. Les géophysiciens viennent d’y détecter une sorte de « jet-stream » géant ; ce courant est fait de fer et de nickel en fusion.

Au fil du temps, les géophysiciens sont devenus des experts de ce qui est appelé en physique mathématique le « problème inverse ». Il s’agit de reconstituer les caractéristiques d’un objet — par exemple la structure et la composition chimique de l’intérieur de la Terre — à partir de son influence physique. Dans le cas de notre planète, ce sont les sismologues et les spécialistes du champ de gravité et du champ magnétique qui jouent à ce jeu.

Le dernier coup de maître en date a été publié dans un article de Nature Geoscience. Il concerne l’étude du noyau de la Terre, de sa géodynamo (déjà explorée au labo avec l’expérience VKS), à l’aide de satellites de l’ESA, ceux de la mission Swarm.

Jet-stream noyau terrestre

Un « jet-stream » de fer en fusion a été découvert dans le noyau de la Terre ! (Source : ESA)

Le but de cette mission est multiple. Il s’agit d’étudier le processus de génération du champ magnétique terrestre par le noyau métallique liquide turbulent de la Terre, mais pas seulement. En sus, les trois satellites sont aussi en mesure de nous renseigner sur l’influence du soleil sur le champ magnétique terrestre, à travers les couplages entre l’ionosphère et la magnétosphère. Ils peuvent également nous en apprendre davantage sur les modifications du champ magnétique produites par les marées et courants océaniques.

En l’occurrence, les chercheurs sont parvenus à « voir » ce qu’il se passait à environ 3.000 kilomètres de profondeur, sous la Russie et l’Amérique du Nord. Cela leur a permis de mettre en évidence l’équivalent des jet-streams dans l’atmosphère mais, cette fois-ci, sous la forme d’un courant de fer et de nickel liquide chauffé à plusieurs milliers de kelvins. Large de 420 kilomètres, ce courant de matière s’écoule vers l’ouest à la vitesse de 40 à 45 kilomètres par an ; c’est trois fois plus rapide que les autres courants turbulents de plus petite ampleur qui existent dans le noyau (rappelons que le centre du noyau est solide et occupé par la graine).

Magnétosphère

Une vue d’artiste de l’intérieur de la Terre et des lignes de champs de sa magnétosphère. Les couches supérieures du noyau sont très chaudes et liquides. La graine, au centre, est solide mais sa température peut atteindre celle de la surface du soleil. (Source : ESA/AOES Medialab)

L’existence de ce « jet-stream » a été mise en évidence indirectement en observant et étudiant deux lobes (rien à voir avec l’image ci-dessus) dans le flux du champ magnétique prenant naissance à l’interface noyau-manteau. Ces lobes, avec des champs magnétiques plus intenses, sont situés sous le Canada et la Sibérie et correspondent à des cylindres de matière chaude en rotation dans le noyau liquide. Ils sont associés à la présence du jet-stream, dont ils trahissent également le mouvement en se déplaçant.

Les chercheurs pensent que ce jet est peut-être en place depuis des milliards d’années et qu’il pourrait en exister un autre dans l’hémisphère sud. Cependant, ils ne comprennent pas encore très bien pourquoi ce jet est si rapide. Il se pourrait que ce phénomène soit lié au fait que la graine tourne un tout petit peu plus vite sur elle-même que la Terre. En tout état de cause, l’étude de ce jet pourrait nous permettre de mieux comprendre comment est née la Terre, comment elle a évolué et aussi nous permettre d’en savoir plus sur l’origine des inversions de son champ magnétique.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, l’exposition « La machine Terre« .

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