PARTIE 2 | La Terre interne actuelle
3.21 Un modèle minéralogique du
noyau terrestre
La minéralogie du noyau concerne la graine au sens stricte, puisque le noyau
externe est liquide. Néanmoins, les études physiques des propriétés des liquides
utilisent les mêmes stratégies que pour les solides, avec les expériences en conditions extrêmes et les simulations numériques, et il existe même des transitions
de phases dans certains liquides. En revanche, il est beaucoup plus difficile de
caractériser leurs propriétés sismiques et il a fallu de nombreuses années pour
développer des techniques sophistiquées utilisant les faisceaux de rayons X à
très haute énergie.
Pour autant, dans les années 1960, des scientifiques, dont Francis Birch, ont réalisé des expériences sur des métaux et proposé des lois simples reliant la densité
d’un matériau de composition donnée aux vitesses sismiques. En extrapolant
ces lois, ils ont montré que le noyau externe était composé d’un alliage de fer
et d’éléments plus légers que lui (figure 6.17). Ces travaux ont mis fin à l’hypothèse d’un noyau composé d’une phase de l’olivine qui aurait eu les propriétés
de métaux. La quête de ces éléments légers a propulsé les expériences en cellule
à enclumes de diamant à très haute pression. Les scientifiques ont alors testé un
grand nombre d’alliages possibles, avec de l’oxygène, du silicium, du soufre, et
d’autres éléments, la présence du nickel étant acquise d’après les géochimistes.
Malgré tous les efforts, il n’existe pas de consensus clair aujourd’hui. En revanche,
la présence de soufre ou celle de silicium imposerait des scénarios différents de
formation de la Terre.
Figure 6.17 ! ►
Relations proposées
en 1961 par
F. Birch, basées sur
les travaux d’ autres
scientifiques, entre
la vitesse du son et
la densité dons des
matériaux de chimie
donnée.
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3.21 Un modèle minéralogique du
noyau terrestre
La minéralogie du noyau concerne la graine au sens stricte, puisque le noyau
externe est liquide. Néanmoins, les études physiques des propriétés des liquides
utilisent les mêmes stratégies que pour les solides, avec les expériences en conditions extrêmes et les simulations numériques, et il existe même des transitions
de phases dans certains liquides. En revanche, il est beaucoup plus difficile de
caractériser leurs propriétés sismiques et il a fallu de nombreuses années pour
développer des techniques sophistiquées utilisant les faisceaux de rayons X à
très haute énergie.
Pour autant, dans les années 1960, des scientifiques, dont Francis Birch, ont réalisé des expériences sur des métaux et proposé des lois simples reliant la densité
d’un matériau de composition donnée aux vitesses sismiques. En extrapolant
ces lois, ils ont montré que le noyau externe était composé d’un alliage de fer
et d’éléments plus légers que lui (figure 6.17). Ces travaux ont mis fin à l’hypothèse d’un noyau composé d’une phase de l’olivine qui aurait eu les propriétés
de métaux. La quête de ces éléments légers a propulsé les expériences en cellule
à enclumes de diamant à très haute pression. Les scientifiques ont alors testé un
grand nombre d’alliages possibles, avec de l’oxygène, du silicium, du soufre, et
d’autres éléments, la présence du nickel étant acquise d’après les géochimistes.
Malgré tous les efforts, il n’existe pas de consensus clair aujourd’hui. En revanche,
la présence de soufre ou celle de silicium imposerait des scénarios différents de
formation de la Terre.
Figure 6.17 ! ►
Relations proposées
en 1961 par
F. Birch, basées sur
les travaux d’ autres
scientifiques, entre
la vitesse du son et
la densité dons des
matériaux de chimie
donnée.
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