Le point le plus bas sous le niveau de la mer que l’homme ait atteint sur notre planète se trouve à un peu moins de 11 km de profondeur. Il se nomme Challenger Deep, et fait partie de la fosse des Mariannes.
Aussi profond que cela puisse paraître, cela représente moins de 0,2 % de la distance moyenne de 6 371 km entre la surface et le centre de la Terre.
Le noyau de la Terre est si loin de nous qu’il est difficile de l’étudier. Les scientifiques doivent s’appuyer sur les mesures des ondes de choc des tremblements de terre qui traversent le noyau ou rebondissent sur celui-ci pour déterminer la nature de notre noyau. Certaines de leurs découvertes ont complètement modifié notre compréhension de ce qui se passe à l’intérieur de notre planète.
Le noyau de la Terre est à la fois liquide et solide
Le noyau de la Terre est-il solide ou liquide ? La réponse est qu’il s’agit des deux. Il est facile d’imaginer que le noyau est une grosse boule de roche en fusion qui s’échappe occasionnellement à la surface et jaillit des volcans ou s’infiltre dans les fissures. Cependant, si le noyau externe est liquide, le noyau interne, au centre même de notre planète, est solide.
Cela semble contre-intuitif puisque la température augmente au fur et à mesure que l’on s’enfonce dans la Terre. Si la température est suffisamment élevée pour que le noyau externe soit liquide, comment le noyau interne, qui est à une température encore plus élevée, peut-il être solide ?
La raison en est la pression. La pression augmente également à mesure que l’on s’enfonce dans la Terre, et la pression dans le noyau interne est si élevée que les points de fusion du fer et du nickel dans le noyau interne sont nettement plus élevés. Bien qu’il soit plus chaud, le point de fusion plus élevé signifie que le noyau interne reste solide.
Nous connaissons le noyau interne depuis moins de 100 ans
Si vous ne saviez pas que la Terre avait un noyau interne solide, ne vous sentez pas trop mal à l’aise. L’humanité a passé la quasi-totalité de son existence sans le savoir. Ce n’est qu’en 1936 que l’on a découvert que la Terre avait un noyau interne solide.
Une sismologue danoise, Inge Lehmann, étudiait les mesures des ondes de choc d’un tremblement de terre en Nouvelle-Zélande. Elle a constaté que certaines ondes étaient détectées à des endroits qu’elles n’auraient pas dû atteindre si le noyau entier était liquide, et a émis l’hypothèse qu’elles avaient dû dévier en bordure du noyau terrestre. Son explication est que le noyau doit être constitué d’un noyau interne solide entouré d’un noyau liquide.
Ce n’est que dans les années 1970 que des mesures plus précises ont permis à la théorie de Lehmann de faire l’objet d’un consensus scientifique. On pourrait donc dire que nous ne savons vraiment que la Terre a un noyau solide que depuis une cinquantaine d’années.
Le noyau interne de la Terre pourrait être plus chaud que la surface du soleil
Bien qu’il soit solide, le noyau interne est très chaud. Il est actuellement impossible d’en déterminer la température avec précision, puisqu’il se trouve à plus de 4 800 kilomètres sous nos pieds, mais les scientifiques ont estimé que la température à la limite entre le noyau interne et le noyau externe pourrait atteindre 5 400 degrés.
Étrangement, cette température est très proche de celle estimée à la surface du Soleil. Si le noyau interne se réchauffe à mesure qu’on s’enfonce, certaines parties du noyau interne pourraient être plus chaudes que la surface du Soleil.
Le noyau interne s’agrandit
Le noyau interne de la Terre n’était pas solide au départ. Lorsque la Terre s’est formée, une grande quantité de chaleur a été piégée dans le noyau, et le fer qui constitue la majeure partie du noyau interne, était probablement en fusion. Au fil du temps, le noyau a commencé à se refroidir jusqu’à ce que la température tombe en dessous du point de fusion du fer, compte tenu des pressions élevées qui règnent dans le noyau interne.
Le noyau liquide a alors commencé à cristalliser et, avec le temps, une plus grande partie du liquide s’est refroidie pour créer le noyau interne solide qui existe actuellement. Ce processus de refroidissement se poursuit toutefois, une plus grande partie du noyau externe liquide se refroidissant jusqu’à ce qu’il tombe en dessous du point de fusion et devienne solide.
On estime que le noyau interne s’agrandit d’environ un millimètre par an. À terme, le noyau entier se solidifiera et, bien que nous n’ayons pas à nous inquiéter pour l’instant, cela aura des conséquences dramatiques pour notre planète.
Sans le noyau de la Terre, nous ne serions pas là
Si la solidification du noyau externe est si néfaste, c’est parce qu’elle nous priverait de la protection vitale que le noyau liquide apporte à notre planète. En effet, le champ magnétique terrestre est généré par le mouvement du fer fondu dans le noyau externe. Sans ce processus, le champ magnétique deviendrait très faible, voire disparaîtrait complètement.
Ce n’est pas une bonne nouvelle pour la vie sur Terre. Le champ magnétique protège la Terre de multiples façons : il nous protège des rayonnements du Soleil, il dévie le vent solaire qui pourrait autrement décaper notre atmosphère et il nous protège des rayons cosmiques qui nous atteignent depuis les profondeurs de l’espace. Les particules chargées provenant du Soleil sont déviées par le champ magnétique et, au lieu de frapper notre planète, elles sont piégées dans deux grandes ceintures autour de la Terre, les ceintures de Van Allen.
Lorsque le noyau de la Terre se solidifiera et que le champ magnétique s’affaiblira ou disparaîtra, plus rien n’empêchera ces particules chargées de bombarder la planète. Pour savoir comment cela pourrait se passer, il suffit de regarder Mars. Elle avait autrefois une atmosphère beaucoup plus épaisse, mais elle a perdu son champ magnétique il y a longtemps. Au fil du temps, le vent solaire a dépouillé la planète d’une grande partie de son atmosphère, ne lui laissant qu’une atmosphère dont la densité équivaut à environ 1 % de celle de l’atmosphère terrestre. Si cela se produisait sur Terre, nous aurions besoin de bien plus que de la crème solaire pour nous protéger. La vie sur Terre ne serait plus viable.
La rotation du noyau interne pourrait changer de sens
Notre planète tourne sur son axe, effectuant une rotation complète toutes les 23 heures et 56 minutes. Pendant longtemps, on a supposé que les noyaux interne et externe tournaient à la même vitesse. Cependant, la réalité pourrait être bien plus intéressante.
Selon un article publié dans Nature en 2024, la vitesse de rotation du noyau interne est loin d’être constante. Il y a des périodes où le noyau interne tourne plus vite que le manteau, ce que l’on appelle la super-rotation. À d’autres moments, le noyau interne tourne plus lentement que le manteau, ce que l’on appelle la sous-rotation.
Selon l’étude, entre 2003 et 2008, le noyau interne a connu une super-rotation, puis, de 2008 à 2023, une sous-rotation à un rythme plus lent. Cela signifie qu’aux alentours de 2008, la rotation a ralenti pour s’aligner sur la vitesse du manteau, puis qu’elle a commencé à se déplacer plus lentement que le manteau. Si vous imaginez un point du noyau interne, cela signifie que, par rapport au manteau, ce point aurait avancé dans une direction, puis se serait arrêté, puis aurait recommencé à avancer dans l’autre direction vers sa position d’origine.
Si tel est le cas, le résultat est quelque peu étrange. Sans tenir compte des forces extérieures, la conservation du moment angulaire fait que, si le noyau interne tourne plus vite, le manteau doit tourner plus lentement. Lorsque le noyau interne ralentit, le manteau doit tourner un peu plus vite.
Si la surface de la Terre tourne plus vite ou plus lentement, cela signifie que notre journée est légèrement plus longue ou plus courte. Ces changements sont toutefois à peine perceptibles, la durée d’une journée ne variant que d’une infime fraction de seconde.
Le noyau interne change de forme
Le noyau interne tourne et croît lentement, mais une découverte récente semble indiquer qu’il change également de forme. Une étude de 2025 publiée dans Nature a pris des mesures d’ondes sismiques provenant de tremblements de terre et a analysé les résultats à des moments où le noyau interne était dans la même position, ce qui exclurait les effets du changement de la vitesse de rotation.
Les résultats ont tout de même montré des changements dans les mesures, et l’explication proposée est que ces changements sont dus à la déformation du noyau interne à la frontière avec le noyau externe, à mesure que la forme du noyau interne change. Une théorie veut que l’écoulement du noyau externe laisse des empreintes sur le noyau interne, tout comme la mer laisse des crêtes et des creux dans le sable. L’impact que ces changements de forme du noyau interne pourraient avoir sur notre planète reste à déterminer.
Conclusion
En vivant à la surface de la Terre, il est facile d’oublier les milliers de kilomètres de planète qui se trouvent sous nos pieds. En fait, la distance qui sépare l’endroit où vous vous trouvez du centre de la Terre est à peu près la même que celle qui sépare New York de la Suède en avion.
Le noyau de la Terre étant si éloigné, nous ignorons encore beaucoup de choses à son sujet. Cependant, les scientifiques continuent d’en apprendre toujours plus sur ce qui se passe au cœur de notre planète, et les résultats sont souvent bien plus intéressants que ce à quoi nous nous attendions.
