Le noyau interne de la Terre pourrait inverser sa rotation

Notre planète a peut-être récemment changé d’avis.

Le noyau interne de la Terre peut avoir temporairement arrêté de tourner par rapport au manteau et à la surface, rapportent les chercheurs dans le 23 janvier Géoscience de la nature. Maintenant, la direction de la rotation du noyau interne peut s’inverser – une partie de ce qui pourrait être un cycle d’environ 70 ans qui pourrait influencer la durée des jours de la Terre et son champ magnétique – bien que certains chercheurs soient sceptiques.

« Nous voyons des preuves solides que le noyau interne a tourné plus vite que la surface, [but] vers 2009, il s’est presque arrêté », explique le géophysicien Xiaodong Song de l’Université de Pékin à Pékin. « Maintenant, il est progressivement mov[ing] dans la direction opposée. »

Un revirement aussi profond peut sembler bizarre, mais la Terre est volatil (SN : 13/01/21). Percer à travers le en constante évolution croûte et tu entreras dans le titanic manteauoù des masses gigantesques de roche s’écoulent visqueusement sur des millions d’années, parfois remontée d’eau excorier la croûte sus-jacente (SN : 1/11/17, SN : 3/2/17, SN : 2/4/21). Plongez plus profondément et vous atteindrez le noyau externe liquide de la Terre. Ici, les courants circulants de métaux en fusion évoquent les champ magnétique (SN : 04/09/15). Et au cœur de cette fonte, vous trouverez une boule de métal solide et tournante d’environ 70 % de la largeur de la lune.

C’est le noyau interne (SN : 28/01/19). Des études ont suggéré que ce cœur solide peut tourner dans le noyau externe liquide, contraint par le couple magnétique du noyau externe. Les chercheurs ont également fait valoir que l’immense attraction gravitationnelle du manteau pourrait appliquer un frein erratique à la rotation du noyau interne, le faisant osciller.

Preuve pour la la rotation fluctuante du noyau interne est apparue pour la première fois en 1996. Le géophysicien Paul Richards de l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l’Université de Columbia à Palisades, NY, et à Song, puis également à Lamont-Doherty, a rapporté que sur une période de trois décennies, les ondes sismiques des tremblements de terre ont pris des durées différentes pour traverser le cœur solide de la Terre.

Les chercheurs ont déduit que le noyau interne tourne à une vitesse différente de celle du manteau et de la croûte, provoquant des différences de temps. La planète tourne à peu près à 360 degrés en une journée. Sur la base de leurs calculs, les chercheurs ont estimé que le noyau interne, en moyenne, tourne environ 1 degré par an plus vite que le reste de la Terre.

Mais d’autres chercheurs ont remis en question cette conclusion, certains suggérant que le noyau tourne plus lentement que l’estimation de Song et Richards ou ne tourne pas du tout différemment.

Dans la nouvelle étude, tout en analysant des données sismiques mondiales remontant aux années 1990, Song et le géophysicien Yi Yang – également à l’Université de Pékin – ont fait une observation surprenante.

Avant 2009, les ondes sismiques générées par des séquences et des paires de tremblements de terre répétés – appelés multiplets et doublets – se déplaçaient à des vitesses différentes à travers le noyau interne. Cela indiquait que les ondes des tremblements de terre récurrents traversaient différentes parties du noyau interne et que le noyau interne tournait à un rythme différent du reste de la Terre, conformément aux recherches précédentes de Song.

Mais vers 2009, les différences de temps de trajet ont disparu. Cela suggérait que le noyau interne avait cessé de tourner par rapport au manteau et à la croûte, dit Yang. Après 2009, ces différences sont revenues, mais les chercheurs ont déduit que les ondes traversaient des parties du noyau interne, ce qui suggérait qu’il tournait maintenant dans la direction opposée par rapport au reste de la Terre.

Les chercheurs se sont ensuite penchés sur les enregistrements de doublets sismiques de l’Alaska datant de 1964. Alors que le noyau interne semblait tourner régulièrement pendant la majeure partie de cette période, il semble avoir effectué une autre inversion de rotation au début des années 1970, selon les chercheurs.

Song et Yang en déduisent que le noyau interne peut osciller avec une périodicité d’environ 70 ans – changeant de direction tous les 35 ans environ. Parce que le noyau interne est lié gravitationnellement au manteau et magnétiquement lié au noyau externe, les chercheurs affirment que ces oscillations pourraient expliquer les variations connues sur 60 à 70 ans de la durée des jours terrestres et le comportement du champ magnétique de la planète. Cependant, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer quels mécanismes pourraient être responsables.

Mais tous les chercheurs ne sont pas à bord. Yang et Song « identif[y] cette récente période de 10 ans [that] a moins d’activité qu’avant, et je pense que c’est probablement fiable », déclare le géophysicien John Vidale de l’Université de Californie du Sud à Los Angeles, qui n’a pas participé à la recherche. Mais au-delà de cela, dit Vidale, les choses deviennent controversées.

En 2022, lui et un collègue ont rapporté que ondes sismiques des essais nucléaires montrent que le noyau interne peut inverser sa rotation tous les trois ans environ. Pendant ce temps, d’autres chercheurs ont proposé que le noyau interne ne bouge pas du tout. Au lieu de cela, disent-ils, modifications de la forme de la surface du noyau interne pourrait expliquer les différences de temps de parcours des ondes.

Les observations futures aideront probablement à démêler les divergences entre ces études, dit Vidale. Pour l’instant, il n’est pas dérangé par le prétendu arrêt chtonien. « Selon toute vraisemblance, cela n’a aucun rapport avec la vie à la surface, mais nous ne savons pas réellement ce qui se passe », dit-il. « Il nous incombe de le comprendre. »