Le centre de la Terre pourrait être plus chaud que la surface du Soleil

(Crédit : ESRF)

La surface du Soleil est chaude – plus de 5500 degrés Celsius (soit près de 10 000 degrés Fahrenheit…). Mais si de nouvelles découvertes sont correctes, alors le centre de notre propre planète pourrait en fait être plus chaud – plus de 1 000 degrés plus chaud que ce que l’on pensait auparavant.

On sait depuis un certain temps que le noyau de la Terre est principalement constitué de fer fondu, et que c’est la différence de température entre le noyau liquide de la Terre et son manteau solide qui fait que la Terre a un champ magnétique. Il y a 20 ans, une expérience a utilisé des méthodes optiques pour observer le noyau de la Terre, ce qui a permis d’estimer la température du noyau de la Terre à environ 5000 degrés Celsius. Cependant, ces résultats peuvent avoir été faussés par la présence de particules de fer en recristallisation – ce qui peut fausser l’expérience.

Pour obtenir une estimation plus précise, une équipe de chercheurs de l’European Synchrotron Radiation Facility a développé un instrument à rayons X qui peut obtenir des informations précises sur la structure moléculaire d’une substance. Ces informations structurelles permettent aux scientifiques de comprendre si un métal, par exemple, est dans un état solide, liquide ou partiellement fondu.

« Nous avons développé une nouvelle technique où un faisceau intense de rayons X provenant du synchrotron peut sonder un échantillon et déduire s’il est solide, liquide ou partiellement fondu en seulement une seconde, en utilisant un processus connu sous le nom de diffraction », a déclaré Mohamed Mezouar, membre de l’équipe, dans un communiqué de presse. « C’est suffisamment court pour que la température et la pression restent constantes, tout en évitant toute réaction chimique. »

Pour déterminer la température du fer au cœur de la Terre, les scientifiques ont d’abord extrapolé la pression du noyau en observant les ondes sismiques lors des tremblements de terre. Ces observations ont permis d’estimer que la pression du noyau de la Terre est environ 3,3 millions de fois la pression atmosphérique à la surface. Ils ont ensuite soumis de petits morceaux de fer à ces pressions intenses et ont utilisé des lasers pour chauffer le fer à des milliers de degrés.

À l’aide d’observations de rayons X, ils ont pu ensuite comparer la structure du fer à une température et une pression connues à la structure du fer telle qu’elle existe au noyau de la Terre. A partir de là, ils peuvent extrapoler quelle est la température du fer en fonction de la pression au centre de la Terre. Cela a conduit à la conclusion que la température du centre de la Terre est d’environ 6000 degrés Celsius – une température environ 9% plus élevée que celle qui existe à la surface du Soleil.

Sur la base des résultats de cette expérience, l’équipe de recherche va passer à l’utilisation de ces techniques pour observer davantage la composition de la Terre à des profondeurs bien au-delà de ce qu’aucun être humain n’a jamais fait.

« Nous sommes bien sûr très satisfaits que notre expérience ait validé les meilleures théories actuelles sur le transfert de chaleur depuis le noyau terrestre et la génération du champ magnétique terrestre », a déclaré Agnès Dewaele, chef d’équipe, dans un communiqué. « J’ai bon espoir que dans un avenir pas si lointain, nous pourrons reproduire dans nos laboratoires, et étudier avec des rayons X synchrotron, tous les états de la matière à l’intérieur de la Terre. »

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