Le noyau de la Terre est constitué de fer, de nickel, mais aussi de cuivre et de soufre. C’est ce qu’estiment les chercheurs de l’Institut de physique du globe de Paris, de l’université Washington de Saint Louis et de l’université du Maryland, aux États-Unis.
L’étude du noyau terrestre est difficile pour les chercheurs, car ils ne peuvent pas y accéder directement : celui-ci se trouve 2 900 km sous nos pieds. Ils doivent donc utiliser des chemins détournés pour connaitre sa composition et c’est d’ailleurs ce qu’ils ont fait.
Tout d’abord, l’hypothèse que le noyau ne contienne que du fer et du nickel a été rejetée. Après avoir réalisé des mesures pour obtenir son poids et sa densité, ils se sont rendu compte que le noyau est trop léger pour n’être que constitué de ces éléments. Des éléments plus légers comme le carbone, le silicium ou le soufre doivent s’y trouver.
Ils ont alors comparé la composition des astéroïdes avec celle des différentes couches terrestres (manteau, croute). Or, la terre s’est formée à partir d’astéroïdes qui se sont assemblés. Par la différence des deux compositions, on obtient en théorie, celle du noyau.
Pour le soufre, ce n’est pas aussi simple que ça. En effet, le soufre se transforme facilement en gaz ce qui lui permet de s’échapper dans l’univers. De plus, la quantité de soufre dans le manteau a pu augmenter à cause des météorites qui se sont écrasées. Il faudrait donc prendre en compte ces fluctuations pour avoir un bilan exact.
Les scientifiques ont trouvé une solution à ce problème. En effet, le soufre est souvent associé au cuivre. Or, l’isotope de cuivre le plus léger a coulé vers le noyau lors de la formation du manteau. Alors que l’autre, plus lourd est resté en surface. Une partie du soufre est donc descendu dans le noyau avec le cuivre.
Des isotopes sont des atomes qui ont le même nombre de protons, mais un nombre de neutrons différent. Ils ont les mêmes propriétés chimiques, mais des propriétés physiques différentes.
En analysant 88 échantillons de lave et de météorites, les chercheurs ont réussi à trouver la quantité de cuivre dans les échantillons. La différence entre le manteau et les astéroïdes du rapport isotope léger/isotope lourd est de 0,025 %. Ainsi, ils ont découvert que 60 % du cuivre actuel se trouve dans le noyau. Cela ne représente cependant que 0,05 % de la masse totale du noyau. De même, les scientifiques estiment que 0,5 % de sa masse est due au soufre.
Sources : Pour la Science, CNRS, Journal de la Science
– Crédits photo : Hawk-Eye
