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24 janvier 2023 2 24 /01 /janvier /2023 18:57
PAR 
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De nombreux scientifiques pensent que le noyau terrestre interne tourne plus vite que le reste de la planète – un phénomène appelé « super rotation ». Mais l’étude des ondes sismiques qui ont parcouru la Terre au cours de la dernière décennie suggère que sa rotation s’est récemment interrompue. Il se pourrait même qu’il tourne désormais dans le sens opposé.

Le noyau terrestre interne, situé à environ 5000 km sous la surface, est une sphère solide de quelque 1200 km de rayon, composée d’un alliage de fer et de nickel. Il est entouré par le noyau externe, liquide, dont les mouvements de convection induisent l’effet dynamo à l’origine du champ magnétique terrestre. Il a été découvert en 1936, par la sismologue danoise Inge Lehmann, grâce à l’étude de la propagation des ondes sismiques. Sa super rotation a été mise en évidence en 1996,  par l’analyse d’ondes sismiques répétées, ayant pris naissance dans la même région pendant trois décennies et dont le temps de parcours avait changé depuis les années 1960. Des études ultérieures ont conclu que le noyau interne tournait plus vite que le manteau d’environ un dixième de degré par an. La théorie n’a toutefois pas convaincu l’ensemble de la communauté scientifique ; un consensus sur l’existence et le taux de rotation différentielle fait toujours défaut aujourd’hui.

Quand le noyau terrestre cesse sa rotation pour repartir dans l’autre sens

Certains scientifiques estiment que la super-rotation n’existe pas et que les différences de temps de propagation entre les ondes sismiques résultent davantage de changements physiques survenus à la surface du noyau interne. D’autres pensent que le noyau interne a subi une sous-rotation d’au moins 0,1° de 1969 à 1971 – sur la base d’ondes sismiques générées par deux essais nucléaires américains enregistrées par le Large Aperture Seismographic Array (LASA) ces années-là ; selon les auteurs de cette étude, il serait ensuite entré en super-rotation de 1971 à 1974 – ce qui contredit l’hypothèse d’une super-rotation constante du noyau interne.

 
 

>>À lire aussi : Une nouvelle théorie pour expliquer la formation de la Terre

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience apporte un nouveau point de vue sur le sujet. En analysant les doublets sismiques (des paires de séismes ayant des formes d’onde identiques) depuis le début des années 1990 jusqu’en 2021, deux chercheurs chinois confirment que le noyau interne a bien tourné plus vite que la surface, mais ils ont découvert que cette rotation s’est quasiment arrêtée vers 2009. « Nous montrons que toutes les trajectoires qui présentaient auparavant des changements temporels significatifs ont peu changé au cours de la dernière décennie », écrivent Yi Yang et Xiaodong Song, de l’Université de Pékin.

Leurs observations concernent plusieurs points du globe, ce qui réfute l’hypothèse d’un changement local au niveau de la surface du noyau et confirme que le phénomène est bel et bien lié à la rotation du noyau. Leurs données suggèrent par ailleurs que cette interruption de rotation pourrait être suivie par une inversion de rotation.

La preuve d’interactions entre les différentes couches de la Terre

Bien que surprenant, ce phénomène n’a rien d’exceptionnel et s’est déjà produit par le passé. Les chercheurs rapportent que le noyau a déjà changé de sens de rotation au début des années 1970 et il se peut que la même chose se produise à nouveau au milieu des années 2040. La rotation du noyau interne est entraînée par le champ magnétique généré dans le noyau externe et équilibrée, ou freinée par l’intense attraction gravitationnelle du manteau. Ainsi, un léger déséquilibre des forces électromagnétiques et gravitationnelles pourrait selon eux suffire à ralentir, puis inverser la rotation du noyau interne.

>>À lire aussi : Des géologues ont détecté d’étranges structures sous la surface de la Terre

Ils avancent ainsi que la graine située au cœur de notre planète changerait de sens de rotation tous les 35 ans environ, selon un mouvement oscillatoire d’environ sept décennies – une périodicité similaire à la variation du champ magnétique terrestre (estimée à environ 62 ± 3 ans) et aux fluctuations de la rotation de la Terre sur elle-même (donc de la durée du jour). Des modèles de la température moyenne mondiale et de l’élévation du niveau de la mer semblent suivre la même tendance, ajoute un article de Science Alert.

L’oscillation lente du noyau interne pourrait donc jouer un rôle dans le maintien du champ magnétique terrestre et dans la vitesse de rotation de la planète, mais aussi affecter bien d’autres processus physiques observables en surface. « Ces observations fournissent des preuves d’interactions dynamiques entre les couches de la Terre, de l’intérieur le plus profond à la surface, potentiellement dues au couplage gravitationnel et à l’échange de moment angulaire du noyau et du manteau vers la surface », résument les chercheurs.

Un sujet qui reste pour le moment controversé

Plusieurs points restent néanmoins à éclaircir. Il faut notamment trouver le moyen de concilier la lenteur des changements signalés par Yang et Song avec certains changements plus rapides signalés par d’autres. En 2022, le géophysicien John Vidale et son collègue Wei Wang de l’Université de Californie du Sud à Los Angeles ont montré en effet que le noyau interne pouvait inverser sa rotation beaucoup plus fréquemment, tous les trois ans environ.

>>À lire aussi : Terre primitive : des témoins résiduels enfouis près du noyau

Pour faire la lumière sur ces variations de rotation, les chercheurs ont besoin de collecter davantage de données sismiques. Il ne reste donc qu’à atteindre patiemment qu’un certain nombre de tremblements de terre se produisent. En attendant, le phénomène ne semble avoir aucun impact sur notre vie en surface. « Mais nous ne savons pas réellement ce qui se passe, il nous incombe de le comprendre », a déclaré Vidale à Science News.

 
 
 
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