Les échos des tremblements de terre alors qu’ils rebondissent au centre de la Terre ont révélé de nouveaux détails sur la structure du noyau interne de la planète, selon une étude publiée dans la revue Communication Nature .Cette semaine¹.

Depuis plusieurs décennies, les preuves s’accumulent que le noyau interne solide de la planète est composé de couches distinctes²Et³ Mais leurs possessions restaient un mystère.

Pour mieux comprendre la structure du noyau interne, les chercheurs ont utilisé plusieurs sismomètres pour examiner comment les ondes sismiques se déformaient lorsqu’elles traversaient la boule solide de fer-nickel dans le noyau terrestre. « La Terre vibre comme une cloche après un tremblement de terre majeur, et pas seulement pendant des heures, mais pendant des jours », explique le co-auteur Hrvoje Tkalic, géophysicien à l’Université nationale australienne de Canberra, en Australie.

Pour détecter ces oscillations, les chercheurs ont enregistré les formes d’onde près de l’emplacement d’origine du tremblement de terre et à l’antipode, la position directement opposée à la surface de la Terre. Cela leur a permis de revenir sur les multiples voyages à travers le centre de la Terre. « C’est comme une balle de ping-pong qui rebondit d’avant en arrière », explique le co-auteur Thanh Son Pham, boursier postdoctoral à l’Université nationale australienne. Chaque écho prend environ vingt minutes pour traverser d’un côté de la planète à l’autre, et les sismographes ont enregistré jusqu’à cinq échos d’un même événement.

mesures empilées

Chacun des tremblements de terre d’origine a atteint une magnitude supérieure à six, mais les ondes sont devenues progressivement plus faibles à mesure qu’elles traversaient le noyau terrestre. Les chercheurs ont utilisé une technique appelée « empilement », combinant les formes d’onde d’un seul événement pour construire une image plus détaillée de la distorsion du centre plus profond.

Ils ont découvert que les ondes se déplacent à travers le noyau interne – dont ils estiment qu’il a environ 650 kilomètres d’épaisseur – différemment de la partie externe. Les ondes traversant la partie la plus interne du noyau ralentissaient dans une direction, tandis que les ondes traversant la couche la plus externe ralentissaient dans une autre. « Cela signifie simplement que les cristaux de fer – le fer, qui est dominant dans le noyau interne – sont probablement organisés d’une manière différente de la coque externe du noyau interne », explique Tkalčić.

Le géophysicien Vernon Cormier de l’Université du Connecticut à Storrs affirme que l’étude est importante car elle fournit une mesure de la partie la plus profonde de la Terre qui a été très difficile à réaliser. « Il faut trouver des ondes sismiques enregistrées à très longue distance et d’amplitude assez faible, puis optimiser l’amplitude pour pouvoir mesurer la vitesse des ondes profondément à l’intérieur de la Terre », explique Cormier.

Bien que cette technique soit couramment utilisée pour l’exploration minérale, elle n’est pas couramment utilisée en géophysique.

La dernière découverte aidera à comprendre comment le noyau interne solide de la Terre s’est formé – un processus qui aurait commencé il y a entre 600 millions et 1,5 milliard d’années – et quel rôle il pourrait jouer dans la formation du champ magnétique.