Les ondes sismiques continuent de nous aider à « imager » toujours plus finement le centre de la Terre. Dans une nouvelle étude, des chercheurs révèlent ainsi la présence d’une structure de forme torique encerclant le noyau externe.
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L'analyse des ondes sismiques qui traversent notre Planète ne cesse d'apporter de nouvelles surprises. Au cours du siècle dernier, c'est grâce à ces ondes que les sismologues ont pu découvrir les différentes couches qui composent le Globe, et notamment la plus profonde : le noyau. Aujourd'hui, les moyens modernes d'analyse sismique permettent d'affiner ce modèle de l'intérieur de la Terre, et ainsi de mieux comprendre sa dynamique.
Un donut encerclant le noyau externe de la Terre
Récemment, une équipe de chercheurs a ainsi découvert la présence d'une étrange structure située autour du noyau externe liquide. Une structure qui, contrairement aux autres enveloppes terrestres, n'est pas sphérique, mais présente une forme de... donut ! Ou une structure de forme torique, pour être plus scientifique. Située dans la partie supérieure du noyau externe, elle serait caractérisée par des vitessesvitesses d'ondes sismiques anormalement faibles. Ce donut géant encerclerait ainsi le noyau au niveau de son plan équatorial et pourrait s'étendre sur quelques centaines de kilomètres et en profondeur.
Pour découvrir cette structure à l'intérieur de la Terre, les chercheurs ont observé la géométrie des rais (chemins) sismiques et la façon dont les ondes traversent le noyau externe. Ce qui a permis son identification, c'est toutefois le nombre très important de données analysées. Les résultats ont été publiés dans la revue Science Advances.
L'analyse des raies sismiques a permis de mettre en évidence la présence d'une structure torique (brun clair) autour du noyau externe. © Ma et Tkalčić, 2024, Science Advances
Un donut à la pâte très légère
Reste à comprendre la nature et l'origine de cette structure torique. Mais les chercheurs ont une idée. Le ralentissement des ondes sismiques traversant cette structure suggère en effet qu'elle serait composée d'un liquide métallique possédant une forte concentration en éléments chimiqueséléments chimiques légers. Rappelons que le noyau externe se compose d’un alliage fer-nickel à l'état liquideétat liquide, agrémenté de nombreux éléments volatils. Ce liquide est animé de flux complexes, imprimés par les échanges de chaleurchaleur qui s'opèrent entre la graine solide et le manteaumanteau. Cette dynamique est notamment à l'origine du champ magnétique terrestre.
Elle permet également de transporter les éléments légers. Or, ces flux non uniformes au sein du noyau externe pourraient mener à concentrer ces éléments tout particulièrement dans la région équatoriale du noyau. La présence de cette hétérogénéité pourrait d'ailleurs jouer un rôle dans la génération du champ magnétique. Un point qui reste à définir par de nouvelles études.
