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Une comparaison entre l'intérieur de la Terre et celui de Mercure. Crédit : David Darling
Curieusement, l'étude rapprochée de la planète Mercure n'a été faite que par la sonde Mariner 10Mariner 10 en 1974, et 1975 et actuellement par la sonde américaine MessengerMessenger lancée en août 2004. Les planétologues de l'époque avait pu constater que, d'une part, Mercure devait posséder un important noyau ferreux occupant les trois quarts de la planète et que, d'autre part, un champ magnétique semblable à celui de la Terre, mais cent fois plus faible, était généré par la petite planète.
Le fait que Mercure soit plus riche en éléments lourds et réfractairesréfractaires que la Terre n'est pas en soi une surprise. C'est ce que prédisent les modèles de formation du système solaire faisant intervenir un gradient chimique contrôlé par la température décroissante au fur et à mesure que l'on s'éloigne du SoleilSoleil. Malgré tout, un tel noyau ferreux laisse à penser que, comme pour le cas de la Terre, il s'est peut-être produit une collision avec une petite planète, ajoutant son propre noyau ferreux à celui de la jeune Mercure.
En revanche, à cause de sa petite taille, Mercure ne devait pas retenir assez de chaleurchaleur pour provoquer la fusionfusion d'au moins une partie de son noyau. Il faut en effet nécessairement les mouvementsmouvements d'un fluide chargé pour induire par effet dynamo le champ magnétique observé. Les calculs indiquaient un noyau complètement solidesolide, ce qui semblait ne pas être le cas.
Cliquez pour agrandir. La surface de Mercure vue par la sonde Messenger. Crédit : Nasa
On a simulé le cœur de Mercure
Une étude récente des fluctuations de la vitesse de rotationvitesse de rotation de Mercure, au radiotélescoperadiotélescope et par effet radar, semble bien confirmer la présence d'une partie liquideliquide dans le noyau de la planète.
Jie "Jackie" Li, Steven A. Hauck II et Bin Chen ont alors entrepris d'utiliser une presse multi-enclume pour soumettre un mélange de sulfuressulfures et de ferfer aux mêmes conditions de pressionspressions et de températures que celles devant régner dans le noyau de Mercure.
En coupant brutalement la source de chaleur et la pression, on s'assure que les échantillons obtenus conservent les traces de la séparationséparation du mélange en phases solide et liquides, ainsi que la composition chimique du point de vue des sulfures dans ces deux phases. Les échantillons sont ensuite étudiés à l'aide d'un microscope à effet tunnelmicroscope à effet tunnel et d'une microsonde de Castaing.
A partir des résultats obtenus, les chercheurs pensent qu'au fur et à mesure que la partie supérieure liquide du noyau se refroidit, les atomesatomes de fer forment des sortes de flocons cubiques tombant vers le cœur solide de la planète. Le processus conduit à la formation de courants de convectionconvection et c'est ainsi que le faible champ magnétique de Mercure serait engendré, malgré, en plus, la faible rotation sur elle-même de la planète.
