La Terre, machine thermique

Nouvelle estimation de la température du noyau de la Terre

La Terre est comparable à une gigantesque machine thermique, dont la chaleur provient en partie de son noyau, situé au-delà de 2900 km de profondeur, une zone constituée essentiellement de fer et où règne une pression supérieure à 1 GPa.

1 GPa (GigaPascal) = 106 atmosphères

Méthode

Le noyau est en grande partie liquide mais la partie la plus profonde (la graine) est solide. A la limite noyau externe-graine, à 5150 km de profondeur et une pression de 330 GPa, la température doit donc être proche de la température de fusion du fer. Pour connaitre la température dans le noyau terrestre, il suffit donc de connaitre la température de fusion du fer à 330 GPa...

De minuscules grains de fer (quelques microns), ont été comprimés dans une presse à enclume de diamants, créant ainsi une pression de 2 GPa. Un faisceau laser a permis de chauffer les échantillons à plusieurs milliers de degrés (jusqu'à 4800°C).

Résultats

Extrapolées jusqu'à 3,3 millions d'atmosphères, les mesures donnent une température de fusion du fer de 6000°C environ. L'accord entre mesure et prédictions théoriques permet maintenant d'estimer avec une bonne précision la température dans le noyau : entre 3800°C et 5500°C, selon la profondeur.

Le flux de chaleur qui s'en échappe serait alors d'environ 10 térawatts, une valeur qui confirme les modèles géophysiques du champ magnétique terrestre. Il pourrait suffire à faire fondre le manteau à sa base, ce qui favoriserait des mouvements de montée d'un fin panache de matériau mantellique vers la surface de la Terre. Ces panaches sont responsables de la formation de volcans qu'on appelle « points chauds » comme ceux qui constituent les îles d'Hawaii ou de la Réunion.

La chaleur provenant du noyau est essentielle car elle influence la nature des mouvements convectifs dans le manteau. C'est aussi cette chaleur qui permet d'entretenir le champ magnétique terrestre.

Source : https://www.notre-planete.info/actualites/3717-temperature_noyau_Terre (simplifié)