Remettre en question les hypothèses: Le rythme de 8,5 ans du noyau interne de la Terre.

18 décembre 2023 caractéristique

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relecture effectuée par Tejasri Gururaj, Phys.org

Des chercheurs chinois ont confirmé l'existence d'un mouvement oscillatoire d'environ 8,5 ans du noyau interne (ICW) aussi bien dans les variations de polarité que dans les variations de la durée du jour, révélant une inclinaison statique d'environ 0,17 degré entre le noyau interne et le manteau terrestre, remettant en question les hypothèses traditionnelles et fournissant des informations sur la dynamique interne de la Terre et la distribution de la densité.

Les résultats de l'étude sont publiés dans Nature Communications.

Le noyau interne de la Terre est une sphère solide et dense composée principalement de fer et de nickel. Situé sous le noyau externe liquide, il s'étend sur un rayon d'environ 1 200 kilomètres (746 miles). Cette région joue un rôle crucial dans les processus géophysiques de la Terre, influençant son champ magnétique et contribuant à la dynamique générale de l'intérieur de la Terre.

Comprendre les propriétés et le comportement du noyau interne est essentiel pour résoudre les mystères liés à la structure de la Terre, à l'activité sismique et au champ magnétique.

L'ICW fait référence au mouvement oscillatoire du noyau interne de la Terre autour de son axe de rotation. Ce phénomène est caractérisé par une oscillation périodique de l'axe de la figure du noyau interne.

Une nouvelle étude a confirmé que l'ICW de la Terre présente un mouvement périodique d'une durée d'environ 8,5 ans. Ce mouvement oscillatoire a été observé dans les mesures de la polarité, les mouvements périodiques de l'axe de rotation de la Terre et les variations de la durée du jour (ΔLOD), ainsi que dans les changements de la vitesse de rotation de la Terre.

Le professeur Hao Ding, co-auteur de cette recherche et doyen du département de géophysique de l'université de Wuhan, a été inspiré par les structures de densité non conventionnelles révélées par l'oscillation libre de la Terre.

Il a déclaré à Phys.org : "Mon ancien doctorant, le Dr Yachong An, et moi-même avons découvert un signal de 8,5 ans dans la polarité et ΔLOD, ce qui nous a incités à mener l'étude actuelle."

Oscillation libre et rotation de la Terre

La Terre est composée de quatre couches : la croûte, le manteau, le noyau externe et le noyau interne.

Traditionnellement, notre compréhension de la rotation de la Terre était fondée sur l'hypothèse d'une distribution uniforme de la densité dans le manteau et le noyau selon la direction radiale (allant du centre vers l'extérieur). Cette hypothèse conduit à croire que l'axe de rotation du noyau terrestre coïncide avec celui du manteau.

"Cependant, les résultats de l'oscillation libre de la Terre (oscillations naturelles de la Terre dans son ensemble) indiquent que les structures de densité de l'intérieur de la Terre sont très hétérogènes, donc cette hypothèse ne devrait pas être réaliste", explique le Dr Ding.

Lorsque le professeur Ding a analysé la polarité de la Terre en 2018, un signal avec une période d'environ 8,5 ans est apparu, suggérant un ICW. Cette découverte inattendue, ultérieurement corroborée par un signal similaire dans le ΔLOD de la rotation de la Terre, a entraîné un changement de paradigme.

En s'appuyant sur ces révélations, les chercheurs ont analysé minutieusement la polarité et le ΔLOD de la rotation de la Terre et ont identifié le signal d'environ 8,5 ans dans la polarité comme la manifestation de l'ICW.

Cette conclusion intervient après l'exclusion de trois sources d'excitation externes : atmosphérique, océanique et hydrologique. Fait intéressant, le signal de 8,5 ans ne se limite pas à la polarité seule ; il est également présent de manière constante dans le mouvement périodique de l'axe de rotation de la Terre, ou ΔLOD.

Cette présence simultanée suggère fortement un lien profond entre l'ICW et ces dynamiques de rotation.

Pour expliquer le signal de 8,5 ans détecté dans la polarité et le ΔLOD, les chercheurs ont examiné les amplitudes de l'ICW dans les deux cas. Cela les a amenés à conclure qu'un angle d'inclinaison statique de 0,17 degré existe entre l'axe de rotation du noyau interne et le manteau.

"Cela implique un angle potentiel de rotation différentielle vers l'est du noyau interne inférieur à 1 degré et un désalignement des axes de symétrie de la couche limite noyau inférieur/manteau avec le manteau supérieur", explique le Dr Ding.

"Ces écarts offrent des contraintes précieuses pour le modèle de densité en 3D du manteau et remettent en question les hypothèses sur l'oblate du noyau liquide, mettant en évidence des écarts potentiels par rapport à une forme parfaitement sphérique calculée à l'aide de théories traditionnelles", explique le Dr Ding.

De plus, la périodicité d'environ 8,5 ans de l'ICW dévoile une autre couche de complexité de la Terre. Le mouvement périodique suggère un saut de densité d'environ 0,52 g/cm3 à la frontière du noyau interne.

En termes simples, cela signifie qu'il y a un changement perceptible de densité à la frontière entre le noyau interne et ses couches environnantes.

While the research primarily focuses on the inner core, the identified static tilt and ICW may extend their influence to broader geophysical phenomena. As Dr. Ding explained, 'The static tilt may also lead to a certain change in the shape of the liquid core, resulting in a change in the fluid motion and a corresponding change in the geomagnetic field.'

The study's revelation of the Earth's ICW and its associated static tilt challenges traditional assumptions about Earth's rotation. The 8.5-year periodicity of the ICW, accompanied by a discernible density jump at the inner core boundary, unveils the intricacies of our planet's interior dynamics.

Dr. Ding and his team's future research aims to delve deeper into the stratified structure and density of the Earth's core, exploring the patterns and periods of core motions.

'The stratified structure and density of the Earth's core have always been a problem in geoscience research. We aim to delve deeper into the periodic oscillation and differential rotation of the Earth's core, seeking clarity on these conceptual theories that are different and may be difficult to coexist.'

Journal information: Nature Communications

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