11/04/2012 - La conductivité du fer dans le noyau terrestre est le double de ce qu'on pensait.

Menéame

Les alliages qui forment la partie la plus interne de la Terre ont une conductivité deux ou trois fois plus grande que ce que l’on pensait. Ces résultats peuvent entraîner des changements dans l’histoire de la planète.

La Terre a un cœur de fer solide entouré d’une couche liquide et chaude du même matériau, qui est en constante agitation. On pense que son intense activité est responsable du champ magnétique terrestre. De nouvelles données sur le fer du noyau externe pourraient faire réécrire les modèles scientifiques sur l’histoire terrestre et son magnétisme.

"Nous avons découvert que la conductivité thermique et électrique du fer et de ses alliages dans le noyau de la Terre sont deux fois ou trois fois ce qu’on croyait jusqu'à présent " explique SINC Dario Alfe, premier auteur de l’enquête, publiée dans la revue Nature. Alfe et son équipe ont obtenu ces données par des calculs de mécanique quantique précis.

La chaleur du noyau monte à la surface par des mécanismes de conduite et de convection, et se dissipe vers l’espace. La conduite fait que la chaleur est échangée sans déplacer aucune particule, "c’est la responsabilité que, par exemple, les poignées d’une casserole au feu se réchauffent" explique Alfe. Au contraire, la convection a besoin d’un mouvement: "Merci que l’air chaud pèse moins, monte aux couches élevées de l’atmosphère et transfère la chaleur sur le chemin."

"Comme la conductivité thermique du fer liquide dans le noyau est beaucoup plus grande que dans les estimations précédentes, la conduite de l’intérieur vers l’extérieur doit être plus efficace que ce que l’on pensait. Par conséquent, il reste moins de chaleur provenant du noyau interne disponible pour être transféré par convection," note Alfe.

La convection dans le métal liquide est cruciale pour générer et maintenir le champ magnétique terrestre

Ce mécanisme convectif qui déplace le métal liquide est crucial pour générer et maintenir le champ magnétique terrestre. "La force du champ magnétique dépend de la chaleur disponible pour la convection. Pour maintenir le même champ magnétique avec une conductivité thermique plus élevée, une autre source d’énergie est nécessaire pour alimenter la convection," raisonne le chercheur.

Alfe et son équipe ont déduit que, par conséquent, le noyau interne doit être plus jeune que prévu. L’argument est le suivant: l’énergie qui maintient la convection du noyau, et avec elle le champ magnétique, est obtenue du refroidissement de toute la Terre. En perdant de la chaleur, le fer de la couche externe liquide se solidifie et le noyau solide se développe de plus en plus.

L’énergie libérée dépend de la vitesse de refroidissement. Si, selon les nouveaux calculs, il faut plus d’énergie pour maintenir le champ magnétique, "le noyau a dû croître plus vite, ce qui signifie qu’il est plus jeune parce qu’il a atteint sa taille actuelle en moins de temps ," explique Alfe.

Le noyau terrestre doit être plus jeune que prévu.

Cette étude a été réalisée par simulations directes par calcul, et non à partir d’extrapolations telles que les calculs avaient été effectués jusqu ’. Une autre des implications importantes de ces résultats est que "le noyau est stratifié, puisque les mécanismes de convection sont confinés uniquement à la partie la plus interne," indique le physicien.

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