Géologie : qu’y a-t-il dans le sol de la Terre ?
Le sol, on se déplace tous les jours dessus sans se demander sur quoi on marche. Pour comprendre ce qui se trouve sous nos pieds, l’équipe de «C’est toujours pas sorcier» (sur France 4 ce dimanche à 20h25) s’est sali les mains. Mais au fond, si on creusait un peu le sujet ?
Plus de 6.350 km nous séparent du centre de la Terre. La surface, on connaît à peu près, mais si nous allions voir plus en profondeur, le long d’une succession de couches de propriétés physiques différentes, pour atteindre le cœur de la planète, on découvrirait d’abord la croûte terrestre, solide évidemment. Elle représente environ 1,5 % du volume de la Terre. La croûte continentale, essentiellement granitique et surmontée par endroit de roches sédimentaires, est plus épaisse (de 30 km à 100 km sous les massifs montagneux) que la croûte océanique qui, elle, est surtout composée de roches basaltiques.
Gros manteau
Sous la croûte se trouve le manteau, qui représente le gros du volume terrestre (81 %) dont la partie supérieure, constituée de roches telles que la péridotite, est moins visqueuse et plus ductile (capable de se déformer sans se rompre) que le manteau inférieur. Ce dernier est le siège de courants de convection qui transfèrent la majeure partie de l’énergie thermique du noyau vers la surface. Ces courants provoquent la dérive des continents, mais leurs caractéristiques précises (vitesse, amplitude, localisation) sont encore mal connues.
En plein cœur
Au centre de la Terre se trouve un noyau qui forme 17 % du volume terrestre et se divise en :
• un noyau interne solide : une boule ou graine, essentiellement métallique (environ 80 % d’alliage de fer et 20 % de nickel). C’est l’énorme pression qui la maintient dans un état solide malgré une température supérieure à 6.000 °C ;
• un noyau externe liquide composé essentiellement de fer (80 à 85 %), d’environ 10 à 12 % d’un élément léger non encore déterminé parmi le soufre, l’oxygène, le silicium et le carbone (ou un mélange des quatre) et enfin de l’ordre de 5 % de nickel. Sa température moyenne atteint 4.000 °C.
Mystère(in)sondable ?
La structure et l’évolution du noyau interne de la Terre restent énigmatiques. S’il est impossible de l’observer directement, les scientifiques sont toutefois capables de l’étudier grâce aux ondes sismiques. On apprend, par exemple, que la graine ne tourne pas à la même vitesse que la Terre, ni forcément dans le même sens de rotation. Plus récemment, une étude menée par l’Université de Californie du Sud (États-Unis) et publiée en février dernier suggère que le noyau terrestre a également changé de forme au cours des dernières décennies. Une première étape vers de nouvelles interprétations des phénomènes géologiques de notre planète et de son champ magnétique.
Au cœur du mystère
La Terre est appréhendée comme une sphère depuis l’Antiquité. Mais de nombreuses spéculations, parfois très fantaisistes, ont opposé philosophes, érudits, savants, géophysiciens… sur la composition de cette sphère : le centre hébergeant, par exemple, l’Enfer ou des territoires peuplés de personnes à tête de chien…
Depuis Aristote où prévalait la conception d’une roche pleine, l’histoire est riche en supputations parfois audacieuses sur les profondeurs de la Terre. Avec la révolution astronomique de Nicolas Copernic (1473-1543), les idées des Anciens sont rejetées. Une nouvelle représentation émerge. La Terre de Descartes (1596-1650) est creuse. Ensuite, les visions du monde souterrain se multiplient. En 1721, l’ingénieur français des Ponts et chaussées Henri Gautier (1660-1737) pense que la Terre est entièrement creuse et qu’elle est comparable à un ballon plein d’air… Aux alentours de 1800, la géologie prend son essor et la vision de la Terre se modifie encore. S’opposent alors les théories sur un cœur fluide ou solide. Et c’est au XXe siècle, avec le développement de la sismologie, que l’on représente la Terre avec ses couches et son noyau.
Cet article est paru dans le Télépro du 20/3/2025
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