CHAPITRE 6 • La composition de la Terre : observations et pétrologie expérimentale
I James Badro est
in scientifique franco-libanais travaillant
actuellement à Paris.
7 réalise des expériences sur des minéraux et roches dans des
conditions extrêmes, et
des calculs théoriques
pour contribuer aux
progrès sur la composition et la dynamique
du noyau terrestre. Il
a aussi découvert des
transitions de phases
électroniques dans les
parties les plus profondes du manteau.
Les expériences indiquent que la graine posséderait elle aussi des éléments plus
légers que le fer, mais en moins grande quantité. Les éléments légers agissent comme
un antigel pour les métaux en fusion : ils permettent aux métaux de rester fondus à
de plus basses températures. Quand le liquide passe à l’état solide, le métal est plus
riche en fer, et les éléments légers restent dans un liquide résiduel qui se mélange
au noyau externe. La structure cristalline des métaux qui forment la graine reste
débattue : elle pourrait être hexagonale ou cubique. Les conditions de pression et
de température extrême rendent les progrès difficiles.
Sans connaître la composition du noyau externe, il est difficile de proposer une
température de cristallisation de l’alliage, qui serait celle de la limite grainenoyau externe. Les expériences suggèrent que cette température est de l'ordre de
5 500 °C ± 1 000 °C, à 330 GPa (5 150 km de profondeur ; figure 6.18). Bien que
l’incertitude sur cette mesure reste grande, on peut mettre en évidence que pour
le noyau, c’est encore l’effet de la pression qui explique le changement d'état. La
transition de phases se fait à plus haute pression quand la température augmente.
Ainsi, pendant une grande partie de l’histoire de la Terre quand le noyau était plus
chaud, la graine n’aurait pas existé. Elle pourrait n’être présente que depuis environ
1 milliard d’années.
Figure 6.18
Diagramme de
phase d’un alliage
fer-nickel.
145
I James Badro est
in scientifique franco-libanais travaillant
actuellement à Paris.
7 réalise des expériences sur des minéraux et roches dans des
conditions extrêmes, et
des calculs théoriques
pour contribuer aux
progrès sur la composition et la dynamique
du noyau terrestre. Il
a aussi découvert des
transitions de phases
électroniques dans les
parties les plus profondes du manteau.
Les expériences indiquent que la graine posséderait elle aussi des éléments plus
légers que le fer, mais en moins grande quantité. Les éléments légers agissent comme
un antigel pour les métaux en fusion : ils permettent aux métaux de rester fondus à
de plus basses températures. Quand le liquide passe à l’état solide, le métal est plus
riche en fer, et les éléments légers restent dans un liquide résiduel qui se mélange
au noyau externe. La structure cristalline des métaux qui forment la graine reste
débattue : elle pourrait être hexagonale ou cubique. Les conditions de pression et
de température extrême rendent les progrès difficiles.
Sans connaître la composition du noyau externe, il est difficile de proposer une
température de cristallisation de l’alliage, qui serait celle de la limite grainenoyau externe. Les expériences suggèrent que cette température est de l'ordre de
5 500 °C ± 1 000 °C, à 330 GPa (5 150 km de profondeur ; figure 6.18). Bien que
l’incertitude sur cette mesure reste grande, on peut mettre en évidence que pour
le noyau, c’est encore l’effet de la pression qui explique le changement d'état. La
transition de phases se fait à plus haute pression quand la température augmente.
Ainsi, pendant une grande partie de l’histoire de la Terre quand le noyau était plus
chaud, la graine n’aurait pas existé. Elle pourrait n’être présente que depuis environ
1 milliard d’années.
Figure 6.18
Diagramme de
phase d’un alliage
fer-nickel.
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