Une force cachée au cœur de la Terre affecte la durée du jour

Suivi - journal Al-Wasat irakien

Une étude menée par deux chercheurs de l'université de l'Alberta révèle l'existence d'une force cachée dans les profondeurs de la Terre qui pourrait influencer la vitesse de rotation de la planète, entraînant une variation infime de la durée du jour de l'ordre de millièmes de seconde.

Les physiciens Huifeng Chang et Matthew Dumberry ont analysé des archives couvrant la période 1964-2019, en combinant des données sismiques utilisées pour suivre la rotation du noyau interne et des modèles du mouvement du noyau externe liquide reconstruits à partir des variations du champ magnétique terrestre.

Après avoir écarté l'influence d'autres facteurs susceptibles d'affecter la rotation de la Terre, tels que les vents, les mouvements océaniques et l'effet lunaire à long terme, les chercheurs ont comparé les variations restantes de la durée du jour aux effets de trois mécanismes différents.

Les résultats montrent que l'interaction gravitationnelle entre le noyau interne de la Terre et le manteau qui l'entoure constitue l'explication la plus cohérente avec les variations observées.

Le noyau interne est une sphère extrêmement chaude et dense, composée principalement de fer et de nickel, mais il n'est pas parfaitement sphérique. De plus, la répartition de la masse dans le manteau est hétérogène.

Lorsque le noyau interne tourne, l'interaction entre ces distributions de masse inégales engendre ce que l'on appelle un « couple gravitationnel », qui peut légèrement accélérer ou ralentir la rotation de la Terre, modifiant ainsi la durée nécessaire à la planète pour accomplir une rotation complète sur elle-même, et donc la longueur du jour.

Les chercheurs ont lié cet effet à un mode de variation de la rotation terrestre qui s'étend sur environ 70 ans, et ont constaté que le noyau interne, bien que solide, peut changer de forme lentement en réponse aux forces qui l'entourent.

Les calculs indiquent que l'hypothèse d'un noyau interne totalement rigide ne concorde pas bien avec les variations observées, tandis que les résultats deviennent plus cohérents avec les données lorsque le modèle autorise un changement progressif de forme. Les meilleures estimations situent ces changements sur une période de 8 à 10 ans, avec une fourchette possible allant de 2 à 31 ans.

L'étude fournit également des indices sur l'existence possible d'une couche riche en fer et conductrice d'électricité près de la base du manteau, d'une épaisseur d'environ deux kilomètres, ainsi que d'amas de matériaux plus chauds et chimiquement distincts des matériaux environnants. Les chercheurs n'ont pas observé ces matériaux directement, mais en ont déduit l'existence à partir des modèles et des calculs.

Malgré l'importance des résultats, les chercheurs mettent en garde contre l'interprétation du schéma de 70 ans comme une cadence régulière et certaine : on ignore encore si ce schéma se répète au fil du temps ou s'il reflète les conditions particulières des sept décennies couvertes par les données.

Les résultats dépendent aussi des modèles utilisés pour décrire le mouvement du noyau interne et du noyau externe liquide, et certaines estimations ont varié jusqu'à 30 % selon les modèles employés. L'étude n'explique pas toutes les fluctuations de la durée du jour, en particulier celles qui se produisent sur des périodes de 10 à 30 ans, susceptibles d'être davantage liées à des forces agissant aux limites entre le noyau et le manteau.

Toutefois, l'étude apporte une nouvelle méthode pour comprendre ce qui se passe au cœur de la Terre et montre comment des variations extrêmement faibles de la durée du jour peuvent révéler des informations sur le mouvement, la composition et le comportement des matériaux au sein du globe.

Source : agences