Les roches de l'intérieur de Mars reproduites en laboratoire sur Terre

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Une équipe internationale de géophysiciens, essentiellement français et japonais, vient de publier dans Geophysical Research Letters les résultats de travaux qui auraient sans aucun doute plu au prix Nobel de physique Percy Williams Bridgman, et surtout à son élève Francis Birch qui, en 1952, a démontré que le manteau de la Terre est principalement composé de silicates, et que notre Planète dispose aussi d'un noyau externe liquide et d'un noyau interne solide, tous deux constitués de fer.

En effet, Bridgman a été l’un des pionniers de la physique des hautes pressions que l’on trouve à grande profondeur, dans le manteau ou au cœur de la Terre, voire au centre de planètes géantes comme Jupiter. Pour cela, il a inventé et développé la technique permettant de soumettre des échantillons de matière à des pressions dépassant 100.000 atmosphères au moyen des cellules à enclumes de diamant.

Prix Nobel de physique 1946, Percy Williams Bridgman (1882-1961) a ouvert la voie à l'étude de la matière à haute pression à l'intérieur des planètes. Il a eu comme étudiants Robert Oppenheimer, le grand géophysicien Francis Birch, et le futur prix Nobel de physique John Hasbrouck van Vleck. Il est considéré comme l'un des théoriciens les plus influents de l'opérationnalisme en épistémologie. © Fondation Nobel
Prix Nobel de physique 1946, Percy Williams Bridgman (1882-1961) a ouvert la voie à l'étude de la matière à haute pression à l'intérieur des planètes. Il a eu comme étudiants Robert Oppenheimer, le grand géophysicien Francis Birch, et le futur prix Nobel de physique John Hasbrouck van Vleck. Il est considéré comme l'un des théoriciens les plus influents de l'opérationnalisme en épistémologie. © Fondation Nobel

Les équations de Birch et les cellules à enclumes de diamant

Francis Birch, quant à lui, va non seulement raffiner la technologie de ces enclumes mais il va proposer une équation d’état et une loi (équation d'état de Birch-Murnaghan et loi de Birch) reliant la pression à la densité des roches dans le premier cas, et la vitesse de certaines ondes sismiques à la densité et la composition chimique grossière d’une roche dans le second cas.

Birch va se servir de tout cela pour comparer les données provenant de l’analyse des ondes sismiques se propageant à l’intérieur de la Terre à celles déduites de l’étude des ondes élastiques similaires parcourant en laboratoire des matériaux soumis à...

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