Discontinuité de Mohorovicic
Noyau interne de la terre à deux couches (octobre 1909)
C'est le 08 octobre 1909, que le sol se mit à trembler en Croatie
,
fournissant au Dr Andrija Mohorovicic, professeur à l'Université de Zagreb, l'occasion de cette
découverte monumentale.
En décodant les enregistrements obtenus par plusieurs stations d'Europe, il s'aperçut qu'on avait relevé deux séries d'ondes P, de force inégale, comme s'il y avait eu deux séismes différents. Pour les stations proches de l'épicentre, la première de ces ondes se déplaçait à 6 km environ par seconde (6km/s).
Pour les sismographes placés à 170 km de l'épicentre, elle se trouvait dépassée par une autre onde P, se déplaçant à 9,1 km par seconde (9,1km/s). Les stations éloignées de 800 kilomètres recevaient les deux ondes simultanément. Au-delà, la plus lente des deux n'apparaissait plus.
L'explication de ce fait bouleversant: les deux ondes avaient suivi deux chemins différents où le temps de parcours n'était pas le même.
La plus lente était venue jusqu'au sismographe par la voie la plus directe (mais par le milieu plus mauvais conducteur): l'écorce terrestre. La plus rapide avait été réfractée par le "manteau" et infléchie vers le haut.
Il y avait toute une zone où les stations avaient reçu à la fois l'onde directe et l'onde réfractée. A une certaine distance de l'épicentre, la seconde arrivait avant la première, parce qu'elle se propageait plus vite dans la roche plus dense du "manteau". Mais son parcours était plus long et elle perdait de l'énergie en se réfractant, si bien qu'elle était plus faible à l'arrivée.
Mohorovicic découvrait une frontière géologique mystérieuse entre la croûte terrestre et le "manteau", où la densité du terrain passe abruptement de 2,8 à 3,3 g/cm3, et les ondes sismiques accèlèrent d'un coup de 6 à 8 km par seconde. Cette rupture dans le système interne de notre globe, peut-être la surface originelle du monde avant la formation des continents granitiques, fut nommée discontinuité de Mohorovicic. Plus simplement: "Moho".
Les ondes sismiques sont principalement de deux sortes: P et S. Les premières (ondes de compressions) parcourent les divers milieux à la vitesse du son.
Vitesse du son
_ 0,3 km/s à 0,35 km/s dans l'air
_ 1,1 km/s à 1,4 km/s dans l'eau
_ 4,5 km/s dans l'or
_ 5,8 km/s dans l'acier ou le granit
_ 5,9 km/s dans le verre
_ 12,8 km/s dans le béryllium
_ 18 km/s dans le diamant
_ 26 km/s dans le fullerène.
Les ondes S (shear waves) vont environ deux fois moins vite. Elles sont absorbées par les liquides, tandis que les P y sont ralenties. C'est ce qui laisse supposer que la partie extérieure du noyau est fluide, car cette région "éclipse" les ondes S des sismographes placés aux antipodes (à l'opposé) du séisme qui les a engendrées.
Dans ces zones infernales, les notions de "fluide" et de "solides" ne signifient plus la même chose qu'à la surface de la Terre, car ce sont des états physiques inconnues qui règnent à ces profondeurs aux pressions inimaginables.
Il y a moins de chemin à parcourir pour atteindre l'intérieur de la Terre en perçant l'écorce à partir d'un bateau sur la mer, qu'à partir de la terre ferme. Dans certaines zones océaniques, le Moho n'est qu'à 8-10 km sous le sol. Sur les plaques continentales, cette épaisseur s'élève entre 30-40 kilomètres.
Un aperçu des forages
952 m (navire Chikyu, Station Vostok, Antarctique en 1989)
1 259 m (submersible Deepwater Horizon, Tiber, golfe du Mexique, en 2010)
1 700 m (version MeBo70, Allemagne en 2005)
1 714 m (navire Discover Seven Seas, Marseille, France en 1982-1983)
1 740 m (navire Glomar Challenger, fosse des Mariannes, Pacifique en 1978)
2 000 m (navire Joint Oceanographic ... JOIDES, Nouvelle-Zélande, en 2012)
2 111 m (navire Glomar Challenger, Cota Rica, Pacifique Est en 2011 ?)
2 331 m (Comté de Rosebud, Montana, Etats-Unis en 1961)
2 466 m (navire Chikyu, Shimokita, Pacifique en 2012)
2 540 m (Station russe Vostok en Antarctique)
2 700 m (versdion MeBo200, Allemagne en 2014)
3 190 m (Lavergne, Lot, France en 1962)
4 460 m (Ucha, Pyrénées-Orientales, France en 1970)
6 900 m (Lannemezan, Hautes-Pyrénées, France en 1972)
12 261 m (péninsule de Kola, Arctique russe en 1970-1983)
12 300 m (île de Sakhaline, Russie en 2019)
Noyau interne de la terre à deux couches (mars 2021)
La physicienne Joanne Stephenson (Université nationale australienne ou ANU
) indique un changement dans la structure
du fer, le constituant principal dans le noyau interne de la Terre.
Joanne Stephenson suggère deux événements de refroidissement dans l'histoire de la Terre.
Lors de la formation de la Terre il y a 4,5 milliards d'années, son bloc de roche planétaire en fusion s'est naturellement refroidie, formant vraisemblablement dans l'ordre sa croûte externe, puis son manteau, ensuite le noyau externe, et finir par le noyau interne.
Le noyau interne serait solide & plus chaud que la surface du Soleil, grâce à la diffusion atomique du fer à haute pression. Le noyau externe serait composé de fer en fusion, entraîné dans un mouvement de convection (mouvement circulaire avec déplacement de chaleur), générant de ce fait un champ magnétique terrestre qui s'apparente à une dynamo (comme sur une bicyclette, un vélo).
La détermination de ces différentes couches qui composent la Terre se déduisent en fonction des ondes acoustiques qui les traversent (ondes sismiques générées lors d'une éruption volcanique ou à l'occasion d'un tremblement de terre).
Les propriétés de ces ondes acoustiques (direction, angle, vitesse) dépendent essentiellement des matériaux qu'elles rencontrent. Jusqu'à aujourd'hui, les scientifiques étaient persuadées que le noyau solide de la Terre avait presque la taille de la Lune, et qu'il était principalement constitué de fer cristalisée.
Il y a une vingtaine d'années, des physiciens avaient déjà émis l'hypothèse d'une seconde couche dans le noyau interne. Cependant, ces scientifiques d'antan ne disposaient pas de données suffisantes & de matériel conséquent afin d'apporter davantage de précision.
La physicienne Joanne Stephenson a alors l'idée d'utiliser un algorithme de recherche très intelligent capable de parcourir des milliers de modèles du noyau interne. Alors que la première couche interne serait à une profondeur de 6 353 kilomètres; cette couche interne supplémentaire serait localisée à une profondeur de 5 800 kilomètres.
Pour l'heure, les scientifiques suggèrent que c'est un alignement structurel différent de ses atomes de fer qui engendrerait cette anomalie, mais, sans aucune certitude.
Noyau encore plus interne que le véritable noyau interne de la Terre (février 2023)
Les sismologues Thanh-Son Pham & Hrvoje Tkalčic (Université nationale australienne ANU,), détectent à
l'intérieur même du noyau interne de la Terre (noyau "externe"
de 3500 kilomètres de rayon), un second noyau (noyau "interne" de
1 227 kilomètres de rayon, composé de fer & de nickel, soit moins de 1%
du volume de la Terre).
Il y a vingt ans, des scientifiques avait identifié la présence d'un autre noyau encore plus interne, à l'intérieur du noyau interne (innermost inner core).
L'analyse des ondes sismiques _proposé par les sismologues Thanh-Son Pham & Hrvoje Tkalčic_ produites lors des tremblements de terre (l'onde qui rebondit crée une réverbération, comme un "écho" de séisme), a contribuer à identifier des réverbérations sismiques triples, quadruples et même quintuples, lesquelles ont permis à leur tour de sonder le noyau interne plus précisément qu'auparavant.
La présence d'un noyau interne dont la largeur ne dépasse pas les 650 kilomètres, et qui est constitué de fer dense, vient enfin d'être confirmée.
Noyau interne & la plaque océanique (avril 2023)
Les géoscientifiques Samantha Hansen & Lindsey Kenyon (Université d'Alabama, Etats-Unis) ont installé quinze sismographes en
Antarctique en 2012, car elles souhaitaient utiliser
les ondes des tremblements de terre autour de la planète afin de dresser une carte des
montagnes enfouies sous la glace.
Certaines données recueillies durant les trois années de recherche des géoscientifiques Samantha Hansen & Lindsey Kenyon, ont révélé des énergies inhabituelles après le passage des ondes des tremblements de terre à travers la limite noyau-manteau (CMB pour "core-mantle bondary").
Cette limite noyau-manteau (ou CMB) se trouve à 3 219 kilomètres sous la surface de la Terre, et mesurerait 4 à 40 km d'épaisseur. Le ralentissement des ondes à travers cette zone indique qu'il s'agit d'une zone de vitesse ultra-faible (ULVZ pour "Ultra low velocicy zone").
Les chercheurs Edward Garnero & Mingming Li (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Etats-Unis
)
A) Discontinuité du Croate
Andrija Mohorovičić (30 km). B) Discontinuités de l'Allemand
Beno Gutenberg (35 à 120 km
& 2900 km). C) Discontinuités du Danois 
Inge Lehmann (220 ∓ 30 km & 5150km). 1) Croûte continentale 2) Croûte
océanique 3) Manteau supérieur 4) Manteau inférieur 5) Noyau externe
(liquide) 6) Noyau interne (solide).
