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Voyage au centre de la Terre

Il faut bien reconnaître que si nous connaissons bien aujourd’hui la surface de Mars, nous en savons encore bien peu sur la structure interne de notre planète, la Terre.

Bien sûr, nous n’en sommes plus à donner crédit aux aventures rocambolesques de Jules Vernes. Le voyage au centre de la Terre a été relégué dans le domaine de la science-fiction depuis longtemps.
Cependant, des zones d’ombre subsistent.

Structure du centre de la Terre

Il y a à peine 150 ans, les savants étaient persuadés qu’un grand feu central existait au centre de la Terre.
Après tout, les volcans ne crachent-ils pas un mélange de fumée et de roches en fusion ?

Mais l’invention du sismographe a bouleversé nos connaissances sur les entrailles terrestres.

Le sismographe permet au géophysicien d’enregistrer les ondes sismiques. Quand une secousse se produit, des ondes se propagent dans la Terre. Elles se réfléchissent sur ses différentes couches :

  • La croûte externe
  • Le manteau intérieur
  • Le noyau central

Ces ondes se rétractent et ressortent à la surface. L’examen de ces ondes informe donc sur la nature du milieu qu’elles ont traversé.

Structure  interne de la Terre

Structure de la Terre

La croûte  
le manteau supérieur  
zone de transition  
Manteau inférieur  
Couche D  
Noyau externe metallique liquide  
Noyau externe metallique solide  

Les trois zones principales possèdent des caractéristiques chimiques différentes :

La croûte terrestre est composée d'une fine couche de roche solide, généralement de 8 kilomètres d'épaisseur sous les océans, mais en moyenne de 45 kilomètres d'épaisseur sous les continents.

Le manteau est constitué de roche solide, principalement des silicates de magnésium et de fer. Le manteau supérieur fait partie de la lithosphère de roche rigide, dure et froide qui inclut la croûte.
La température et la pression augmentent avec la profondeur.
L'asthénosphère atteint une profondeur d'environ 350 kilomètres avant que l'augmentation de la pression ne renforce la résistance des roches. Cette région, qui descend jusqu'à la limite entre le noyau et le manteau, à environ 2 880 kilomètres de profondeur, s'appelle la mésosphère.

Le noyau de la Terre est majoritairement composé de fer métallique, avec de moindres quantités de nickel et d'autres éléments. À l'extérieur du noyau, la température et la pression s'équilibrent de telle façon que le fer en fusion est présent sous forme liquide.

Partie externe du noyau de la Terre

C'est dans la partie externe du noyau, constituée de fer liquide mobile, que la convection induit le champ magnétique de la Terre

La présence de fer liquide dans le noyau est notamment révélée par l'existence d'un fort champ magnétique autour de la Terre. La pression à l'intérieur du noyau (à environ 5 000 kilomètres de profondeur) est si forte que le fer devient solide.

Si on connaît bien la composition du noyau terrestre, par contre, on ne sait presque rien de la zone de contact située à 2 900 km sous nos pieds (CMB core mantle bondary), entre ce noyau liquide et le manteau rocheux (solide).

Un continent englouti

L’essai nucléaire effectué par la Chine en 1993 a été l’occasion pour les géophysiciens de reconstituer une image tridimensionnelle des profondeurs de la Terre.
Cette étude n’a fait que rendre plus épais le mystère.

En effet, certains chercheurs ont cru déceler sur cette image des morceaux d’un ancien continent englouti qui flotterait à la surface du noyau.

Rappelons qu'un séisme est une secousse qui se manifeste à la surface de la Terre. L'écorce terrestre est constituée de plusieurs plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres.

C'est ce qu'on appelle la tectonique des plaques.

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Mais ce déplacement n'est pas régulier et se fait par à-coups. Les séismes naissent au niveau des zones de contact des plaques. Chaque déplacement provoque un tremblement de terre.

Il arrive qu’une plaque plonge sous l’autre et se désagrège dans le manteau.

Si l’hypothèse de ce continent englouti était exacte, cela impliquerait que certains fragments ont plongé à 2 900 km de profondeur.

L’autre sujet de controverse est la nature de la graine solide. Certains chercheurs se demandent si la graine ne serait pas, en fait, un énorme cristal de fer.

Comme vous le voyez, les progrès de la science ont chamboulé toutes nos vieilles certitudes. De nouvelles hypothèses sont aujourd’hui d’actualité et ne manqueront certainement pas dans le futur de déboucher sur des découvertes passionnantes.

V.Battaglia (11.2004)

Tectonique des plaques

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