Quel est l’âge du noyau de la Terre ?

Une étude suggère que le noyau interne de notre planète serait âgé de 1 milliard à 1,3 milliard d’années seulement. Cette plage de dates coïncide avec un renforcement mesurable du champ magnétique terrestre durant cette même époque.

L’importance du noyau terrestre

Notre planète est comme un gâteau en couches composé d’une croûte externe solide, d’un manteau chaud et visqueux, d’un noyau externe liquide et d’une « graine » interne solide. Celle-ci se développe lentement à mesure que le fer liquide retrouvé dans la partie externe du noyau se refroidit et se cristallise. Ce processus permet d’alimenter le mouvement du noyau externe liquide, qui à son tour crée le champ magnétique de la Terre.

Ce dernier nous protège de l’environnement nocif de l’espace en déviant une grande partie des rayons cosmiques. Sans ce champ magnétique, notre atmosphère aurait été dépouillée depuis longtemps. Et sans atmosphère, il n’y a pas de vie. En d’autres termes, nous devons en partie notre présence au noyau interne de la Terre.

Malgré son importance, on ignore encore beaucoup de choses sur cette boule de fer de plus de 2 440 kilomètres de diamètre, et notamment son âge. Jusqu’à présent, la fourchette d’estimation était assez large, passant d’un demi-milliard d’années à plus de quatre milliards d’années, soit quasiment l’âge de la Terre (4,5 milliards d’années).

Une étude signée de chercheurs de l’Université du Texas (Austin) permet aujourd’hui de réduire cette incertitude.

Les profondeurs de la Terre en laboratoire

Comme dit plus haut, le champ magnétique de notre planète est alimenté par le mouvement du noyau externe riche en fer autour du noyau solide (effet de géodynamo). Une partie de ce mouvement est alimenté par de l’énergie thermique. Grossièrement, au fur et à mesure que le noyau liquide se refroidit, il se cristallise de l’intérieur vers l’extérieur, libérant alors de l’énergie qui alimente à son tour le mouvement du noyau encore liquide.

Dans le cadre de cette étude, les géologues ont cherché à quantifier cette libération d’énergie. De cette manière, ils seraient alors en mesure d’estimer l’âge du noyau interne.

Pour ce faire, les chercheurs ont recréé les conditions des profondeurs de la Terre à plus petite échelle. Ils ont dans un premier temps chauffé un morceau de fer de seulement six microns d’épaisseur à des températures allant jusqu’à 2727°C. Ils ont également pressé ce même échantillon entre deux diamants de manière à imiter les pressions extrêmes ressenties dans le noyau terrestre. Grâce à ces deux approches, ils ont ensuite mesuré la conductivité du fer dans ces conditions.

Entre 1 milliard à 1,3 milliard d’années

Cette mesure a permis aux chercheurs de calculer la quantité de perte d’énergie (dix térawatts) du noyau permettant d’alimenter la géodynamo. Une fois cette donnée en main, ils ont ensuite pu calculer le temps qu’il faudrait pour obtenir une masse solide de la taille du noyau actuel à partir d’un noyau de fer fondu. Résultat : il faudrait entre 1 milliard à 1,3 milliard d’années.

Notez que ces nouveaux résultats sont également renforcés par ceux de travaux antérieurs suggérant que le champ magnétique terrestre s’est soudainement renforcé il y a entre 1 milliard et 1,5 milliard d’années. Finalement, les chercheurs concluent que la « graine » de la Terre est « relativement jeune« .