Comment la Terre a-t-elle évité un destin semblable à celui de Mars ? Ancien

image : Une image de la Terre, d’abord sans le noyau interne ; deuxièmement, dont le noyau interne a commencé à se développer il y a environ 550 millions d’années ; troisièmement, avec les noyaux les plus externes et les plus internes, il y a environ 450 millions d’années. Des chercheurs de l’Université de Rochester ont utilisé le paléomagnétisme pour identifier ces deux dates clés de l’histoire du noyau interne, qui, selon eux, ont restauré le champ magnétique de la planète juste avant l’explosion de la vie sur Terre.
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Par l’illustration de l’Université de Rochester / Michael Osadciw

À environ 1 800 miles sous nos pieds, le fer liquide tourbillonnant dans le noyau externe de la Terre crée le champ magnétique protecteur de notre planète. Ce champ magnétique est invisible mais vital à la surface de la Terre car il protège la planète du vent solaire – des flux de rayonnement solaire.

Cependant, il y a environ 565 millions d’années, la force du champ magnétique a diminué à 10 % de sa force actuelle. Le champ rebondit alors mystérieusement, retrouvant sa force juste avant l’explosion cambrienne de la vie multicellulaire sur Terre.

Qu’est-ce qui a fait rebondir le champ magnétique ?

Selon de nouvelles recherches menées par des chercheurs de l’Université de Rochester, ce rajeunissement s’est produit sur quelques dizaines de millions d’années – rapidement sur une échelle de temps géologique – et a coïncidé avec la formation du noyau interne solide de la Terre, suggérant que le noyau en est probablement la cause directe.

“Le noyau interne est extrêmement important”, déclare John Tarduno, professeur William R. Kenan, Jr. de géophysique au Département des sciences de la Terre et de l’environnement et doyen des arts, des sciences et de l’ingénierie à Rochester. “Juste avant que le noyau interne ne commence à se développer, le champ magnétique était sur le point de s’effondrer, mais dès que le noyau interne a commencé à se développer, le champ s’est rétabli.”

dans un article publié en Communication nature, les scientifiques ont déterminé plusieurs dates importantes dans l’histoire du noyau interne, y compris une estimation plus précise de son âge. L’étude fournit des indices sur l’histoire et l’évolution future de la Terre et sur la façon dont elle est devenue une planète habitable, ainsi que sur l’évolution des autres planètes du système solaire.

Déverrouiller des informations dans les roches anciennes

La Terre est composée de couches : la croûte, où réside la vie ; manteau, la couche la plus épaisse de la Terre ; noyau externe fondu; et un noyau interne solide, qui à son tour se compose d’un noyau interne externe et d’un noyau interne.

Le champ magnétique terrestre est généré dans son noyau externe, où le fer liquide tourbillonnant provoque un courant électrique, déclenchant un phénomène générateur de champ magnétique appelé géodynamo.

En raison de la connexion du champ magnétique au noyau de la Terre, les scientifiques ont passé des décennies à essayer de déterminer comment le champ magnétique et le noyau de la Terre ont changé au cours de l’histoire de notre planète. Ils ne peuvent pas mesurer directement le champ magnétique en raison de l’emplacement et des températures extrêmes des matériaux dans le noyau. Heureusement, les minéraux qui font surface sur Terre contiennent de minuscules particules magnétiques qui se verrouillent dans la direction et l’intensité du champ magnétique lorsque les minéraux refroidissent à partir de leur état fondu.

Pour mieux limiter l’âge et la croissance du noyau interne, Tarduno et son équipe ont utilisé un laser CO2 et le magnétomètre SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) du laboratoire pour analyser les cristaux de feldspath de l’aorthosite rocheuse. Ces cristaux ont de minuscules aiguilles magnétiques qui sont de “parfaits enregistreurs magnétiques”, explique Tarduno.

En étudiant le magnétisme enfermé dans des cristaux anciens – un domaine connu sous le nom de paléomagnétisme – les scientifiques ont identifié deux nouvelles dates importantes dans l’histoire du noyau interne :

  • il y a 550 millions d’années: le moment où le champ magnétique a commencé à se renouveler rapidement après un quasi-effondrement 15 millions d’années auparavant. Les scientifiques attribuent le renouvellement rapide du champ magnétique à la formation d’un noyau interne solide, qui a rechargé le noyau externe en fusion et restauré la force du champ magnétique.
  • il y a 450 millions d’années: le moment où la structure du noyau interne en croissance a changé, marquant la frontière entre les noyaux internes interne et externe. Ces changements dans le noyau interne coïncident avec des changements dans la structure du manteau sus-jacent dus à la tectonique des plaques de surface à peu près au même moment.

“Puisque nous avons plus précisément limité l’âge du noyau interne, nous avons pu étudier que le noyau interne moderne se compose en fait de deux parties”, explique Tarduno. “Les mouvements tectoniques des plaques à la surface de la Terre ont indirectement affecté le noyau interne, et l’histoire de ces mouvements est profonde à l’intérieur de la Terre dans le noyau interne.”

Éviter un destin martien

Une meilleure compréhension de la dynamique et de la croissance du noyau interne et du champ magnétique aura des implications importantes non seulement pour découvrir le passé de la Terre et prédire son avenir, mais aussi pour démêler les façons dont d’autres planètes peuvent former des boucliers magnétiques et maintenir les conditions nécessaires pour la vie. .

Les scientifiques pensent que Mars, par exemple, avait autrefois un champ magnétique, mais que ce champ s’est dissipé, laissant la planète vulnérable au vent solaire et dépourvue d’océans du sol. Bien qu’il ne soit pas clair si l’absence de champ magnétique aurait fait subir le même sort à la Terre, la Terre aurait certainement perdu beaucoup plus d’eau si le champ magnétique terrestre ne s’était pas rétabli”, explique Tarduno. “La planète serait beaucoup plus sèche et différente de la planète que nous avons maintenant.”

En termes d’évolution planétaire, l’étude met en évidence l’importance du bouclier magnétique et de son mécanisme de maintien, dit-il.

“Cette recherche met vraiment l’accent sur la nécessité d’avoir quelque chose comme un noyau interne en croissance qui maintiendrait le champ magnétique tout au long de la vie de la planète – plusieurs milliards d’années.”


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