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“Nous avons constaté que la conductivité thermique éparse à la frontière du noyau du manteau devient environ 1,5 fois plus élevée” : le noyau terrestre atteint son point de refroidissement de manière plus rapide !

Dans une étude parue dans une revue scientifique au 15 Janvier 2022 (publiée en accès libre depuis peu), des chercheurs ont démontré que la conductivité thermique “en vrac” ou éparse des extrémités du noyau du manteau interne de la Terre tendait à refroidir l’ensemble plus rapidement que prévu.

 

Vue interne et éclatée du noyau de la Terre,
par strate de manteaux
(Source : Wikipédia)

 

Des scientifiques-universitaires issus de Suisse (Motohiko Murakami), des Etats-Unis à Washington (Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe), d’Allemagne (Nobuyoshi Miyajima) et du Japon (Daisuke Yamazaki) ont entrepris, pour démontrer ce constat (actuel, puisque, par principe, une étude peut perpétuellement en infirmer une autre) d’effectuer leur test depuis la bridgmanite via une “mesure optique nouvellement établie […] à un seul crystal” : “nous avons constaté que la conductivité thermique en vrac à la frontière du noyau du manteau devient environ 1,5 fois plus élevée que la valeur supposée conventionnellement, qui prend en charge un flux de chaleur plus élevé à partir du noyau, donc une convection de manteau plus vigoureuse que prévu. Les résultats suggèrent que le manteau est beaucoup plus efficacement refroidi, ce qui affaiblirait finalement de nombreuses activités tectoniques motivées par la convection du manteau plus rapidement que prévu du comportement de conduction thermique brut par convention […] Nous avons observé des spectres optiques presque indiscernables à la fois à température ambiante et à des températures élevées jusqu’à 2440 K, ce qui confirme que le coefficient d’absorption augmente très peu à des températures élevées, ce qui suggère que l’effet de température sur KRAD en raison de la modification du spectre d’absorption n’est pas significativement changer avec la température. Nos estimations du KRAD du manteau BRG à 100% et du manteau péridotique (BRG80 + FP20) à la condition CMB – ndlr : Core-Mantle Boundary ou limite du noyau – (135 GPa et 4100 K) sont respectivement de 5,3 ± 1,2 W / mk et 4,2 ± 1,0 W / mk, . La conductivité thermique en vrac attendue à CMB qui est la somme de KLAT et KRAD s’approche de ∼15,2 w / mk, ce qui est ∼1,5 fois supérieur à la valeur largement acceptée“.

 

Les résultats de la conductivité thermique radiative de la bridgmanite (mono-crystallin)

 

Au-delà des discussions autour de la méthode d’analyse (prioriser une analyse micro-crystalline unique plutôt qu’un amas poly-cristallin pour dégager un KRAD plus pertinent, notamment), ce refroidissement plus rapide en cycle signifie, donc, moins de perturbations tectoniques mais, dans la foulée, peut engendrer d’autres mentalités ou conséquences potentiellement abordables : si les cycles sur Terre s’accélèrent (réchauffement-refroidissement : un scoop qui n’en est pas un, depuis 4,5 milliards d’années ou du moins selon le recensement d’années de l’âge de la Terre, du point de vue humain et terrestre) il faut nécessairement étudier ou envisager si cela va accélérer, en proportion, le cycle de vie globale de la planète. Une considération évoquée par le Pr Murakami (ETH Zurich, Université Suisse, section des Sciences de la Terre) : “le problème est de savoir combien de temps cela prendra, ce qui est extrêmement difficile à prévoir avec précision. La durée pendant laquelle la Terre restera dynamiquement active sera certainement l’une des questions les plus importantes que nous devrons résoudre. Cependant, l’échelle de temps qui conviendrait à cette discussion devrait être des millions, voire des milliards d’années“.

 

Un propos qui vient appuyé un autre PoC ou une autre analyse qui confirme également – mais à une valeur très légèrement inférieure : 1,4 fois plus rapide contre 1,5 fois plus rapide – cette accélération du refroidissement du noyau du manteau interne terrestre : “Si nous supposons que la condition de température inférieure à environ 500 K à CMB qui stabilise le PPV principalement dans la couche D, la valeur KLAT attendue à CMB dans le système péridotique devient supérieure à environ 19-21 W / Mk (OHTA et al., 2012: Okuda et al., 2020) […] Par conséquent, ce changement discontinu dans la nature de la conduction thermique à CMB induirait au moins environ 1,4 fois plus de conductivité thermique en vrac plus élevée (KRAD + KLAT) que celle avec l’assemblage BRG + FP (conductivité thermique en vrac plus élevée que la valeur précédemment acceptée pour le CMB actuel), qui accélérerait encore le refroidissement rapide du manteau. Par conséquent, ce changement discontinu dans la nature de la conduction thermique à CMB induirait au moins environ 1,4 fois plus de conductivité thermique en vrac plus élevée (KRAD + KLAT) que celle avec l’assemblage BRG + FP” … A suivre !

 

 

 

Sources :

 




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