Le magnétisme des cristaux anciens révèle la date d’émergence du noyau interne de la Terre

Des chercheurs ont pu utiliser une analyse d’anciens cristaux de roche – et les enregistrements magnétiques qu’ils contiennent – pour retracer l’histoire du noyau interne de la Terre sur des centaines de millions d’années.

Le noyau de la Terre, une masse dense et chaude de fer et de nickel, est en fait constitué de deux couches : le noyau interne solide, enfermé dans un noyau externe en fusion. Vient ensuite le manteau rocheux (la plus épaisse de toutes les couches) et la croûte sur laquelle nous vivons tous. Nous parlons d’environ 2 900 kilomètres (environ 1 800 miles) sous terre.

D’après les conclusions des chercheurs, il semble que le noyau interne de la Terre se soit cristallisé en une masse importante il y a environ 550 millions d’années. Cette cristallisation a fourni suffisamment de chaleur pour restaurer le champ magnétique – qui s’était appauvri environ 15 millions d’années plus tôt – et planter le décor d’une explosion majeure de la vie.

Le champ magnétique de la Terre, qui protège la vie des vents solaires nuisibles, est en fait régi par le fer liquide tourbillonnant dans le noyau externe. Toutefois, comme le montre clairement cette nouvelle étude, l’alliage solide de fer et de nickel qui se trouve en son centre a également un rôle clé à jouer en tant que source d’énergie.

“Le noyau interne est extrêmement important”, explique le géophysicien John Tarduno, de l’université de Rochester (New York). “Juste avant que le noyau interne ne commence à croître, le champ magnétique était au point d’effondrement, mais dès que le noyau interne a commencé à croître, le champ s’est régénéré.”

“Cette recherche souligne vraiment la nécessité d’avoir quelque chose comme un noyau interne en croissance qui maintient un champ magnétique pendant toute la durée de vie – plusieurs milliards d’années – d’une planète.”

Les distances énormes et les températures chaudes rendent la mesure du noyau de la Terre pratiquement impossible, c’est pourquoi les scientifiques s’appuient sur les cristaux de la roche – dans ce cas, des cristaux de feldspath dans l’anorthosite. Ces cristaux sont des enregistreurs très précis du magnétisme.

En comparant des roches datées de 565 millions d’années à des roches datées de 532 millions d’années, l’équipe a pu constater le changement d’intensité magnétique – un retour spectaculaire pour le champ magnétique de la Terre. Le changement a pris des dizaines de millions d’années, mais c’est relativement rapide en termes d’échelles de temps géologiques.

Les modèles thermiques basés sur les recherches suggèrent que la structure du noyau interne a changé il y a environ 450 millions d’années, créant une frontière entre le noyau interne le plus interne et le plus externe. Les changements survenus dans le manteau correspondent également à cette chronologie.

“Comme nous avons déterminé l’âge du noyau interne avec plus de précision, nous avons pu explorer le fait que le noyau interne actuel est en fait composé de deux parties”, explique Tarduno.

“Les mouvements de la tectonique des plaques à la surface de la Terre ont indirectement affecté le noyau interne, et l’histoire de ces mouvements est imprimée au plus profond de la Terre dans la structure du noyau interne.”

Le fait d’en savoir plus sur la façon dont le noyau interne a évolué jusqu’à son état actuel peut également nous renseigner sur la façon dont il pourrait changer à nouveau à l’avenir, tout en nous donnant un point de comparaison à utiliser lorsque nous étudions d’autres planètes.

Il suffit de jeter un coup d’œil à Mars pour voir ce qui se serait passé si le noyau interne ne s’était pas développé et n’avait pas donné l’impulsion nécessaire pour que le champ magnétique de la Terre devienne suffisamment puissant pour repousser les rayonnements solaires nocifs de la surface.

En l’absence de champ magnétique global pour la protéger, l’atmosphère martienne a été dépouillée par les vents solaires au cours de milliards d’années, ce qui a entraîné la disparition de l’eau et de l’oxygène nécessaires au développement de la vie.

“La Terre aurait certainement perdu beaucoup plus d’eau si le champ magnétique terrestre n’avait pas été régénéré”, déclare Tarduno. “La planète serait beaucoup plus sèche et très différente de celle d’aujourd’hui”

Les recherches ont été publiées dans la revue Nature Communications.