Voyage des chercheurs de l'ESF au coeur de la Terre
Les chercheurs de la Fondation européenne pour la science (ESF) ont bouleversé les idées conventionnelles concernant ce qui se passe réellement à 3 000 kilomètres sous nos pieds. Jusqu'ici, les scientifiques pensaient que le noyau terrestre était constitué d'atomes de fer agglomérés. En fait, la question pourrait ne pas être aussi simple. Les pressions et les températures qui règnent au centre de la Terre (3,5 millibars et 7 000 kelvins) étant si élevées qu'il est impossible de recréer de telles conditions en laboratoire, toutes nos connaissances sont fondées sur l'extrapolation. Cette méthode implique l'observation de la manière dont les ondes sismiques se propagent à travers le noyau. Il en résulte que les scientifiques savent que le noyau est principalement composé de fer, mais qu'il doit également contenir de légères impuretés comme de l'oxygène, du silicium, du soufre, de l'hydrogène, du magnésium et du nickel (entre 5 et 15 %). «On pensait que les éléments d'alliage n'avaient guère d'importance pour les propriétés structurelles et élastiques du noyau», déclare Igor Abrikosov, physicien théoricien à l'université de Linköping (Suède). Sur la base de ces études expérimentales et théoriques, un «modèle standard» a été établi, montrant des atomes de fer disposés selon une formation hexagonale serrée, similaire à une structure en nid d'abeille. «À des pressions modérées, d'autres structures possèdent un certain magnétisme et il s'avère que leur stabilité est plus faible», explique M. Abrikosov. Ces dernières années, des simulations par ordinateur ont permis aux scientifiques de développer des modèles plus sophistiqués. «Notre expertise a été transformée en calculs "ab initio" (principes de base) et nous sommes capables de faire des extrapolations de meilleure qualité pour comprendre les conditions du noyau terrestre», ajoute M. Abrikosov. En utilisant ces nouveaux moyens puissants de simulation, les chercheurs ont pu inclure des éléments tels que le nickel et le magnésium dans leurs calculs et aboutir ainsi à de nouvelles conclusions remarquables. «Les fortes pressions ont pour effet d'extraire le magnétisme des autres structures et elles ont toutes une stabilité similaire», déclare M. Abrikosov, qui a révélé que les structures «cubiques à faces centrées» et «cubiques centrées» ne peuvent être écartées et que toutes ces structures sont possibles du point de vue énergétique. «Le modèle standard a été balayé», conclut M. Abrikosov. Étant donné que le noyau terrestre produit notre champ magnétique, nous protégeant ainsi des bombardements des dangereux rayons cosmiques, notre compréhension de celui-ci est non seulement importante, mais essentielle à notre survie. En outre, une connaissance accrue du noyau de la Terre pourrait également nous aider à développer des technologies telles que des satellites utilisant le champ magnétique pour rester géostationnaires.