Étiquette : Earth’s core

Réchauffement climatique et vitesse de rotation de la Terre // Global warming and Earth’s rotation speed

Les scientifiques nous informent que la Terre tourne plus vite cet été, ce qui raccourcit légèrement nos journées. Le 10 juillet a été le jour le plus court de l’année jusqu’à présent, avec 1,36 milliseconde de moins en 24 heures. D’autres jours exceptionnellement courts étaient prévus les 22 juillet et 5 août, avec respectivement 1,34 et 1,25 milliseconde de moins en 24 heures.
C’est bien connu : la durée d’une journée correspond au temps nécessaire à la planète pour effectuer une rotation complète sur son axe : 24 heures ou 86 400 secondes en moyenne. En réalité, chaque rotation est légèrement irrégulière en raison de divers facteurs, tels que l’attraction gravitationnelle de la Lune, les variations saisonnières de l’atmosphère et l’influence du noyau liquide de la Terre. En conséquence, une rotation complète prend généralement un peu moins ou un peu plus de 86 400 secondes, un écart de quelques millisecondes qui n’a pas d’effet notable sur notre vie quotidienne. Cependant, ces écarts peuvent, à long terme, affecter les ordinateurs, les satellites et les télécommunications. C’est pourquoi même les plus infimes écarts sont mesurés à l’aide d’horloges atomiques, introduites en 1955.
Outre les facteurs mentionnés ci-dessus, la fonte des glaces doit également être prise en compte pour expliquer les variations de la rotation terrestre. Les scientifiques expliquent que le réchauffement climatique y contribue, mais de manière surprenante. Si le réchauffement climatique a des impacts négatifs considérables sur la Terre, il contribue également à contrecarrer les forces qui accélèrent la rotation de la Terre. Une étude publiée en 2024 dans la revue Nature explique comment la fonte des glaces de l’Antarctique et du Groenland se propage sur les océans et ralentit de ce fait la rotation de la Terre. Un chercheur a déclaré : « Si cette glace ne fondait pas, sans le réchauffement climatique, nous serions déjà en présence d’une seconde intercalaire négative, ou nous en serions très proches. » Des chercheurs suisses indiquent que le déplacement de masse de cette glace en train de fondre modifie non seulement la vitesse de rotation de la Terre, mais aussi son axe de rotation. Si le réchauffement se poursuit, son effet pourrait devenir significatif. D’ici la fin du siècle, dans un scénario pessimiste (où les humains continueraient d’émettre davantage de gaz à effet de serre), l’effet du réchauffement climatique pourrait dépasser celui de la Lune, véritable moteur de la rotation de la Terre depuis plusieurs milliards d’années.
Source : CNN via Yahoo News.

Calotte glaciaire du Groenland 

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Scientists are informing us that Earth is spinning faster this summer, making the days marginally shorter. July 10 was the shortest day of the year so far, lasting 1.36 milliseconds less than 24 hours. More exceptionally short days are coming on July 22 and August 5, currently predicted to be 1.34 and 1.25 milliseconds shorter than 24 hours, respectively.

The length of a day is the time it takes for the planet to complete one full rotation on its axis —24 hours or 86,400 seconds on average. But in reality, each rotation is slightly irregular due to a variety of factors, such as the gravitational pull of the moon, seasonal changes in the atmosphere and the influence of Earth’s liquid core. As a result, a full rotation usually takes slightly less or slightly more than 86,400 seconds, a discrepancy of just milliseconds that doesn’t have any obvious effect on everyday life. However these discrepancies can, in the long run, affect computers, satellites and telecommunications, which is why even the smallest time deviations are tracked using atomic clocks, which were introduced in 1955.

Beside the above-mentioned factors, melting ice should also be taken into account to explain the time variations in Earth’sotation. Scientists explain that global warming is also a contributing factor, but in a surprising way. While global warming has had considerable negative impacts on Earth, when it comes to our timekeeping, it has served to counteract the forces that are speeding up Earth’s spin. A study published in 2024 in the journal Nature details how ice melting in Antarctica and Greenland is spreading over the oceans, slowing down Earth’s rotation. One researcher said : “If that ice had not melted, if we had not had global warming, then we would already be having a leap negative leap second, or we would be very close to having it.”

Swiss researchers indicate that the mass shift of this melting ice is not only causing changes in Earth’s rotation speed, but also in its rotation axis. If warming continues, its effect might become dominant. By the end of this century, in a pessimistic scenario (in which humans continue to emit more greenhouse gases) the effect of climate change could surpass the effect of the moon, which has been really driving Earth’s rotation for the past few billions of years.

Source : CNN via Yahoo News.

L’or du noyau terrestre // The gold of Earth’s core

Selon une nouvelle étude conduite par des chercheurs de l’Université de Göttingen en Allemagne et publiée dans la revue Nature, le noyau terrestre est riche en or qui s’infiltre à travers le manteau et passe dans la croûte terrestre.
En étudiant les isotopes présents dans la roche volcanique issue des profondeurs de la lithosphère, les chercheurs ont découvert que les métaux précieux présents dans la croûte terrestre, dont l’or, commencent par s’échapper du noyau avant d’entamer leur longue remontée vers la surface, aidés en cela par la convection du magma. Les données confirment que des matériaux présents à l’intérieur du noyau, notamment l’or et d’autres métaux précieux, s’infiltrent dans le manteau terrestre.
Bien que l’on puisse accéder à l’or présent dans la croûte terrestre, la partie récoltée ne représente qu’une infime partie de la quantité totale à l’intérieur de notre planète. La nouvelle étude nous explique que plus de 99 % de l’or se trouve dans le noyau; une telle quantité suffirait à recouvrir la totalité de la Terre d’une couche d’or de 50 centimètres d’épaisseur. C’est assez facile à comprendre : lors de leur formation, les éléments les plus lourds se sont enfoncés à travers l’intérieur perméable de la planète et ont fini par être emprisonnés dans le noyau différencié. Par la suite, le bombardement de météores a apporté davantage d’or et de métaux lourds à la croûte terrestre.
Bien que nous ayons la preuve que des isotopes d’hélium et de fer lourd s’échappent du noyau terrestre, on ignorait jusqu’à présent quelle proportion du métal lourd à la surface de la Terre provient du noyau et quelle proportion provient de l’espace.
Les auteurs de l’étude expliquent qu’il existe un moyen d’obtenir une réponse grâce aux isotopes de ruthénium, un métal lourd précieux. Les isotopes du ruthénium issu du noyau terrestre sont légèrement différents de ceux présents à la surface. Les chercheurs ont développé de nouvelles techniques d’analyse qui leur ont permis d’étudier le ruthénium extrait de roches volcaniques à Hawaï et ils ont découvert une quantité de ruthénium-100 nettement supérieure à celle que l’on trouve dans le manteau. Ils en ont conclu qu’il s’agit de l’isotope du ruthénium qui est apparu dans le noyau.
Cette découverte montre que tous les éléments sidérophiles – éléments chimiques associés au fer en raison de son affinité pour cet élément à l’état liquide – s’échappent du noyau. Cela inclut le ruthénium, mais aussi des éléments comme le palladium, le rhodium, le platine… et l’or ! L’apparition de l’or ne se fait pas à un rythme particulièrement rapide, et il ne suffira donc pas de creuser à 2 900 kilomètres de profondeur pour l’extraire.

Cette nouvelle étude nous apprend quelque chose de nouveau sur notre propre planète, et peut-être sur d’autres planètes rocheuses. Selon l’un des auteurs de cette étude, « nous pouvons désormais prouver que d’énormes volumes de matière mantellique surchauffée proviennent de la limite noyau-manteau et remontent à la surface de la Terre pour former des îles océaniques comme Hawaï.»
Source : Médias américains.

Représentation graphique de la structure de la Terre, avec le noyau métallique interne au centre, suivi du noyau externe, du manteau et de la fine croûte à la surface. (Source : Université de Göttingen)

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According to a new study by researchers from Göttingen University in Germany, and publiciste in the journal Nature, Earth’s core is rich with gold, and it is leaking out through the mantle and into the crust.

When studying the isotopes found in the volcanic rock that oozed out from deep under the lithosphere, the researchers found that precious metals in Earth’s crust, including gold, initially leaked out of the core before beginning the long, long journey up to the surface, borne on convecting magma. The data confirmed that material from the core, including gold and other precious metals, is leaking into the Earth’s mantle above.

Although we can access gold in Earth’s crust, the amount there is an estimated minuscule fraction of the total quantity that our planet possesses. The new study suggests more than 99 percent is in its metallic core ; this is enough to cover all of Earth’s land in gold 50 centimeters thick. It makes sense ; indeed, when still forming, the heavier elements sank down through the planet’s mooshy interior and ended up sequestered in the differentiated core, a process known as the iron catastrophe. Later, meteor bombardment delivered more gold and heavy metals to the crust.

Although we have good evidence that primordial helium and heavy iron isotopes are leaking from Earth’s core, it has long been unclear how much of the heavy metal we find on the surface is from the core and how much is from space.

There is, however, a way to investigate through isotopes of a precious heavy metal called ruthenium. The isotopes of ruthenium in Earth’s core are slightly different from surface ruthenium. The researchers developed new analysis techniques that allowed them to study ruthenium that was dug out of volcanic rock on the Hawaiian islands, and discovered a significantly higher amount of ruthenium-100 than can be found in the ambient mantle. That’s the isotope of ruthenium that originated in Earth’s core.

This discovery suggests that all the siderophile elements are leaking out of the core. That includes ruthenium, of course, but also elements such as palladium, rhodium, platinum, and gold. It won’t be emerging at a particularly high rate, nor can we just dig down 2,900 kilometers to get it.

The new study tells us something new about our own planet, and perhaps other rocky planets. According to one author of ths study, « we can now also prove that huge volumes of superheated mantle material originate at the core-mantle boundary and rise to the Earth’s surface to form ocean islands like Hawaii. »

Source : U.S. News media.

Chaleur du noyau terrestre et fonte de l’Arctique // Earth’s core heat and Arctic melting

L’accumulation de gaz à effet de serre reste la cause principale de la fonte de la banquise et des glaciers dans le monde. A côté de cette théorie aujourd’hui largement acceptée par le monde scientifique, certains chercheurs expliquent que la fonte accélérée des glaces en Arctique serait amplifiée par d’autres phénomènes.

Ces scientifiques ont découvert la présence sous le Groenland d’un panache mantellique issu des profondeurs de notre planète. Ce panache aurait pour effet de faire fondre la glace par en dessous. Leur travail a été publié dans le Journal of Geophysical Research.

Il existe de nombreuses preuves de l’activité géothermique dans l’Arctique. Il suffit de se tourner vers l’Islande pour s’en rendre compte. La source de chaleur dans ce pays est  due à la présence d’un point chaud venant se juxtaposer à un phénomène tectonique d’accrétion. Ce point chaud conditionne également l’activité volcanique. On sait que les volcans constituent généralement le point de sortie des panaches mantelliques.

Pas très loin de l’Islande, l’archipel norvégien du Svalbard est considéré comme une zone géothermique où un flux de chaleur élevé réchauffe les eaux souterraines.

Toutefois, le rôle joué par la chaleur souterraine dans la fonte de la glace arctique a été très peu exploré jusqu’à maintenant.

Aujourd’hui, les chercheurs de l’université japonaise de Tohoku pensent que ces différentes sources de chaleur dans l’Arctique ont une origine commune : le panache du Groenland. Ils ont observé que le panache provient de la limite entre le noyau et le manteau terrestres, jusqu’à la zone de transition du manteau sous le Groenland. (La zone de transition du manteau se situe entre 410 et 660 kilomètres de profondeur). Les chercheurs ont remarqué que le panache du Groenland présente deux autres branches dans le manteau inférieur qui alimentent d’autres panaches dans la région. Cela fournit notamment de la chaleur à l’Islande et Jan Mayen, mais aussi à la zone géothermique du Svalbard.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs japonais se sont appuyés sur la vitesse de déplacement des ondes sismiques entre la croûte et l’intégralité du manteau sous ces régions. La tomographie sismique est une technologie semblable au scanner utilisé sur l’homme dans les hôpitaux. Elle permet de créer des modèles en trois dimensions qui révèlent la structure à grande échelle du manteau terrestre.

Les chercheurs japonais ont  installé des sismographes sur la calotte glaciaire du Groenland dans le cadre du réseau de surveillance de la calotte glaciaire du Groenland (Greenland Ice Sheet Monitoring Network). Mis en place en 2009, ce projet réunit des chercheurs de 11 pays.

Source : Regard sur l’Arctique.

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The accumulation of greenhouse gases remains the main cause of the melting of sea ice and glaciers around the world. Alongside this theory, which is now widely accepted by the scientific world, some researchers explain that the accelerated melting of ice in the Arctic is amplified by other phenomena.

These scientists have discovered the presence under Greenland of a mantle plume from the depths of our planet. This plume may melt the ice from below. Their work has been published in the Journal of Geophysical Research.

There is ample evidence of geothermal activity in the Arctic. One just needs to look to Iceland to realize this. The heat source in this country is due to the presence of a hot spot juxtaposed with a tectonic accretion phenomenon. This hot spot also conditions volcanic activity. We know that volcanoes generally constitute the exit point for mantle plumes.

Not far from Iceland, the Norwegian archipelago of Svalbard is considered a geothermal area where a high heat flux heats the groundwater. However, the role of subterranean heat in melting Arctic ice has been little explored to date.

Today, researchers at Tohoku University (Japan) believe that these different heat sources in the Arctic have a common origin: the Greenland plume. They observed that the plume originates from the boundary between the Earth’s core and mantle, to the mantle transition zone below Greenland. (The mantle transition zone is between 410 and 660 kilometres deep). The researchers noted that the Greenland plume has two other branches in the lower mantle that feed other plumes in the region. This notably provides heat to Iceland and Jan Mayen, but also to the Svalbard geothermal area.

In their study, the Japanese researchers relied on the velocity of seismic waves between the crust and the entire mantle beneath these regions. Seismic tomography is similar to the scanner technology used on humans in hospitals. It enables the creation of three-dimensional models that reveal the large-scale structure of the Earth’s mantle.

Japanese researchers have installed seismographs on the Greenland ice sheet as part of the Greenland Ice Sheet Monitoring Network. Set up in 2009, this project brings together researchers from 11 countries.

Source: Regard sur l’Arctique.

Une histoire de températures // About temperatures

Comme je l’ai écrit précédemment, une température de 54,4°C (130°F) a été enregistrée à 15h41 le 16 août 2020 dans la Vallée de la Mort. C’est probablement la température la plus élevée jamais enregistrée sur Terre. Cependant, pour que le record soit officiel, il doit être calidé par l’Organisation Météorologique Mondiale.
Un précédent record de 58°C (136,4°F) a été enregistré en 1922 à El Azizia, en Libye, mais il a été invalidé 90 ans plus tard en raison du type de surface sur lequel il avait été enregistré. On dit souvent que Dallol, en Éthiopie, est le lieu le plus chaud de la planète, mais aucune température officielle n’a jamais été publiée.
Selon le National Park Service, la Vallée de la Mort est très chaude en raison de sa «géographie, du manque d’eau et de la chaleur torride.» Il tombe moins de 5 centimètres de pluie chaque année dans la Vallée dont un point se trouve à 85 mètres sous le niveau de la mer. De plus la Vallée est entourée de chaînes de montagnes de tous les côtés. L’air chaud, plus léger, s’élève et est piégé par les chaînes de montagnes environnantes. Il se refroidit et, plus lourd, redescend dans la Vallée où il est comprimé et chauffé par la pression de l’air à une aussi basse altitude.
Plusieurs articles parus dans la presse américains font remarquer que la Vallée de la Mort a peut-être la température de l’air la plus chaude enregistrée sur Terre, mais il existe d’autres points chauds sur Terre. Ainsi, la température des sources chaudes dans le Parc National de Yellowstone peut atteindre plus de 120°C.

Les bouches hydrothermales – les fameux fumeurs noirs – au fond de l’océan crachent des liquides pouvant atteindre des températures supérieures à 400°C. Certains organismes – les extrémophiles – se sont adaptés à ces environnements hostiles.
La température du noyau de la Terre est d’environ 6100°C. Notre planète a un noyau interne en fer solide et un noyau externe en fer liquide. C’est entre ces deux zones que se situe la température à laquelle le fer sous pression fond. Pour la simuler, des scientifiques français ont réussi à reproduire ces conditions physiques en comprimant entre des enclumes en diamant, jusqu’à 200 gigapascals de pression, des échantillons de fer chauffés par un puissant  laser et analysés en temps réel par la diffraction par rayons X. Ils en ont déduit une température de 6000°C ± 500 °C à la limite entre le noyau solide et le noyau liquide de la Terre.

En ce qui concerne le Soleil, son noyau aurait une température d’environ 26 millions de degrés Fahrenheit, soit environ 15 millions de degrés Celsius.
En fait, la température la plus chaude de l’univers a été atteinte à proximité de Genève, en Suisse. Les scientifiques et les ingénieurs du CERN qui travaillent sur le Grand collisionneur de hadrons (LHC) ont déjà obtenu des températures de plusieurs milliards de degrés Celsius. Avec les collisions d’ions plomb, les expériences LHC vont pouvoir étudier un état de la matière qui a existé juste après le Big Bang, à une température atteignant plusieurs milliers de milliards de degrés Celsius !

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As I put it before, a temperature of 130°F (54,4°C) was recorded at 15:41 on August 16th, 2020 in the Death Valley. It was probably the highest temperature ever recorded on Earth. However, to be official, the record needs to be checked by the World Meteorological Organization.

A previous record of 136.4°F (58°C) was recorded in 1922 in El Azizia, Libya, but was disqualified 90 years later as the record could have been off by as much as seven degrees due to the type of surface it was recorded on. Dallol, Ethiopia, has been dubbed as the hottest regularly inhabited place on Earth, but no official temperature has ever been released.

Death Valley is very hot because of its “geography, the lack of water, and blistering heat”, according to the National Park Service. Less than 5 centimetres of rain fall in the valley which dips 85 metres below sea level and is surrounded by mountain ranges on all sides. As a consequence; hot air rises and is trapped by the surrounding mountain ranges. It cools and falls back into the valley, where it is compressed and heated by air pressure found at such low elevations.

According to several articles in the American press, Death Valley may have the hottest recorded air temperature on Earth, but there are other hot spots on Earth. Temperatures in the geothermal pools at Yellowstone National Park, for instance, can spike to over 120°C.

Hydrothermal vents at the bottom of the ocean spit out liquids that can reach temperatures of over 400°C. Some organisms—extremophiles—have adapted to live life in these severe environments.

The temperature of Earth’s core is about 6100°C. Earth has a solid iron inner core and a liquid iron outer core. The boundary between the two is expected to be the temperature at which pressurized iron melts. To estimate this number, scientists placed a tiny piece of iron between two diamond points, heated up the experiment with a laser and squeezed. To get the precise temperature, they measured how x-rays trained on the spec of iron were diffracted.

As far as the Sun is concerned, its core is said to have a temperature of about 26 million degrees Fahrenheit, or about 15 million degrees Celsius.

Surprisingly, the hottest temperature in the universe can be found outside of Geneva, Switzerland. Scientists and engineers at the CERN’s Large Hadron Collider (LHC) have been smashing atoms together in a slew of incredible experiments. Temperatures inside these chambers have reached several billion degrees Celsius. With the collision of lead ions, LHC experiments will allow to study a state of matter that existed just after the Big Bang, at a temperature reaching several trillions of degrees Celsius!

Badwater, le point le plus bas de la Vallée de la Mort (Photo : C. Grandpey)

Source chaude à Yellowstone (Photo : C. Grandpey)

Explosion solaire (Source : NASA)