Ce cristal caché au cœur de la Terre a perturbé notre gravité pendant 2 ans

Un mystérieux signal venu des profondeurs

Parfois, notre propre planète peut sembler aussi étrange qu’un monde lointain. Pendant des années, des signaux gravitationnels inhabituels, indiquant des fluctuations dans le champ de gravité terrestre, ont laissé les scientifiques perplexes. Captés par des observatoires, ces signaux provenaient sans aucun doute de la Terre, mais leur origine exacte restait un mystère. Cette énigme, bien plus profonde que quiconque ne l’imaginait, vient peut-être de trouver sa solution.

Ces anomalies, surnommées « sursauts géomagnétiques », ont été détectées il y a plusieurs années par une collaboration entre la NASA et le Centre aérospatial allemand (DLR). Leur mission commune, baptisée GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), a fourni les données cruciales. Pourtant, la cause de ces perturbations échappait aux chercheurs jusqu’à récemment.

Une équipe de scientifiques menée par Charlotte Gauge Gouranton de l’Université Paris Cité a décidé de se pencher sur le signal le plus récent, capturé en janvier 2007. Leurs investigations ont révélé que la source ne se trouvait ni dans la croûte terrestre, ni dans l’océan, mais bien plus profondément sous nos pieds.

GRACE : deux satellites pour cartographier la gravité

Comment la mission GRACE a-t-elle pu sonder les secrets de la gravité terrestre ? De 2003 à 2015, deux satellites jumeaux ont été utilisés pour cette tâche. L’un orbitait légèrement en avant de l’autre. Lorsqu’il passait au-dessus d’une région de la planète avec une masse plus importante, la gravité y était plus forte. Or, une gravité plus forte accélère un objet en orbite. Le satellite de tête prenait donc de la vitesse.

À l’inverse, s’il survolait une zone de masse et de gravité plus faibles, il ralentissait. En mesurant en permanence la distance entre les deux engins, les scientifiques ont pu créer une carte gravitationnelle incroyablement précise de la Terre. Quand la gravité mesurée dans une zone donnée est plus forte ou plus faible que prévu, on parle d’anomalie gravitationnelle. Si ces anomalies sont relativement courantes, elles n’étaient jusqu’alors pas bien comprises.

Une étrange fluctuation au-dessus de l’Atlantique

En analysant les données de GRACE, Charlotte Gouranton et son équipe ont identifié une anomalie qui sortait du lot. S’étendant sur 7 000 kilomètres (soit 4 350 miles) au-dessus de l’Atlantique Est, elle a persisté de 2006 à 2008. Elle se manifestait par une vaste étendue de gravité anormalement forte juste à côté d’une zone où la gravité était, au contraire, faible.

Dans un premier temps, les chercheurs ont pensé que l’océan pouvait être la source du signal. Après tout, les masses d’eau influencent la gravité locale. Mais quelque chose ne collait pas. Les mouvements de l’eau en surface ne suffisaient pas, à eux seuls, à expliquer l’intensité d’une telle anomalie. La cause devait se trouver ailleurs, et plus profondément.

Le secret caché à la frontière du noyau terrestre

La conclusion de l’équipe a été publiée dans la revue spécialisée *Geophysical Research Letters*. « Nos résultats suggèrent que ce signal gravitationnel provient des profondeurs de la Terre, près de la base du manteau », ont écrit les chercheurs. « Nous proposons qu’il pourrait refléter des redistributions rapides de masse liées à une transition de phase minérale dans le manteau inférieur […], causant potentiellement des changements dynamiques dans la forme de la frontière noyau-manteau sur quelques années. »

Le lieu du crime ? La frontière noyau-manteau (CMB), cette interface où le manteau rocheux rencontre le noyau liquide de la Terre. À cet endroit, la chaleur et la pression sont si extrêmes qu’elles peuvent modifier la structure cristalline de certains minéraux. C’est le cas de la bridgmanite, qui se cristallise au sein d’un autre minéral, la pérovskite.

La bridgmanite est le minéral le plus abondant sur Terre, mais il se trouve si profondément dans le manteau qu’il est hors de notre portée. Il n’a pu être étudié que grâce à sa découverte dans une météorite qui s’est écrasée à la surface. Exposée à des températures et des pressions suffisamment élevées, la bridgmanite subit ce que l’on appelle une transition de phase : elle se transforme en un autre minéral, la post-pérovskite.

Un manteau fluide, source d’anomalies mouvantes

Ce changement de structure n’est pas anodin. La post-pérovskite a une densité bien plus faible que celle de la bridgmanite. Une telle transition de phase modifie donc la densité de toute la région du manteau où elle se produit. Cela engendre une redistribution de la masse, qui se manifeste en surface comme une anomalie gravitationnelle, détectable depuis l’espace.

Le phénomène est-il permanent ? Non, car le manteau terrestre n’est pas statique. Il est fluide et en perpétuel mouvement. Ces anomalies ne sont donc que temporaires et peuvent apparaître n’importe où le long de la frontière noyau-manteau, là où les conditions de chaleur et de pression sont réunies pour déclencher la transformation du minéral.

L’enquête ne fait que commencer. Comme l’a précisé Charlotte Gouranton, il reste encore beaucoup à découvrir : « La manière dont les changements obtenus dans la topographie de la CMB peuvent influencer la dynamique des flux du noyau et le champ géomagnétique doit maintenant être étudiée, ainsi que l’existence d’autres événements rapides de ce type dans le manteau profond pendant la période d’observation de GRACE(-FO) et leur modélisation. » Le mystère était bien aussi profond qu’il y paraissait.

Selon la source : popularmechanics.com