Voyage au centre de la Terre, les deux pieds sur terre

Pour voyager au centre de la Terre, nul besoin de chercher l'entrée du volcan... (Photo archives NASA)

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Karine ALBERTAZZI
Agence France-Presse
CLERMONT-FERRAND

Pour voyager au centre de la Terre, nul besoin de chercher l'entrée du volcan islandais immortalisé par Jules Verne. À Clermont-Ferrand, en France, des scientifiques recréent les conditions régnant au centre du noyau terrestre, pour tenter d'en percer les mystères.

Derrière l'une des portes du laboratoire Magmas et Volcans, se dresse un instrument un peu énigmatique : une presse multi-enclumes de 1500 tonnes, labellisée « instrument national » par le Centre national de la recherche scientifique (CNRS). Cet outil permet de soumettre des matériaux à des températures et pressions très élevées - jusqu'à 2000 degrés et 26 000 fois celle de l'atmosphère.

« À l'aide d'échantillons d'un millimètre cube, nous pouvons recréer les conditions de l'intérieur du manteau terrestre, proprement et dans les plus grands détails jusqu'à 1000 kilomètres de profondeur », explique Denis Andrault, chercheur de l'Observatoire de physique du globe de Clermont-Ferrand (centre de la France), auquel est rattaché le laboratoire.

Le scientifique peut même toucher du doigt la composition du noyau terrestre (situé à 6400 kilomètres de profondeur) grâce à un autre instrument : une cellule à enclumes de diamant qui chauffe jusqu'à 5000 degrés grâce à un laser et soumet à des pressions pouvant aller jusqu'à deux millions d'atmosphères normales (atm) des matériaux invisibles à l'oeil nu.

Des conditions qui règnent à des profondeurs inatteignables pour l'homme, dont le forage le plus important, dans la péninsule de Kola en Russie, n'a fait qu'égratigner la croûte terrestre à... 12 kilomètres sous la surface.

« On arrive à refabriquer et à remodéliser les matériaux à différents endroits de la Terre. On regarde comment ces échantillons ont fondu, la densité de la structure, le cycle interne des éléments volatils (eau, C02)... Même s'ils sont tout petits, on a finalement une bonne image de la dynamique de la Terre », assure ce spécialiste en physico-chimie des minéraux.

De ces techniques et analyses, les chercheurs tirent des connaissances pour tenter de résoudre les grandes énigmes entourant la formation de la Terre.

Influence de la Lune et présence d'eau

En étudiant l'évolution de sa température interne, ils sont ainsi parvenus à la conclusion que la Lune jouerait un rôle majeur dans le maintien du champ magnétique terrestre, ce bouclier produit par la « géodynamo » : des mouvements rapides d'énormes quantités d'alliage de fer liquide dans le noyau externe de la planète.

Pour expliquer le maintien de ce champ jusqu'à aujourd'hui, le modèle classique réclamait que le noyau terrestre se soit refroidi d'environ 3000 degrés depuis 4,3 milliards d'années. Or les calculs des chercheurs auvergnats démontrent que la Terre se serait refroidie de seulement... 300 degrés.

« Le noyau terrestre n'a pas pu contenir autant de chaleur pour faire de la dynamo. Cela demanderait des températures tellement élevées que la Terre aurait été complètement fondue », résume Denis Andrault, dont les travaux conjoints avec des chercheurs du CNRS ont été publiés en mars dans la revue Earth and Planetary Science Letters.

À cette « théorie périmée », l'alternative serait selon lui « l'influence de la Lune », déjà évoquée dans le passé, mais longtemps négligée. « Elle dépasserait largement le cas des marées. Son influence gravitationnelle, variable du fait des irrégularités de son orbite autour de notre planète, fournirait suffisamment d'énergie pour maintenir la dynamo », estime-t-il.

Parmi les autres domaines de recherche, la présence d'eau dans la composition du manteau terrestre. « La terre profonde n'est pas sèche. C'est au contraire un réservoir d'hydrogène du fait du recyclage des volatiles (eau, CO2, soufre, etc.) dans les zones de subduction (où une plaque tectonique plonge sous une autre, NDLR) », explique la pétrogéochimiste Nathalie Bolfan-Casanova.

Son volume pourrait être aussi important que « la somme de tous les océans réunis ». « Il ne s'agit pas d'eau liquide, mais d'ions H » qui s'intègrent à la structure des minéraux », précise la chercheuse, arrivée à cette conclusion en analysant des échantillons de péridotites w des roches magmatiques aux reflets verts - sous haute pression.

À l'avenir, le laboratoire espère bien percer un autre mystère : ses scientifiques s'intéressent à la dynamique de la Terre ancienne et aux grands changements intervenus à sa surface, à l'origine de la vie.

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