Un secret du noyau de la Terre révélé avec du fer comprimé à l'extrême par laser

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Une équipe internationale de physiciens menée par Sébastien Merkel de l'université de Lille en France vient de publier dans Physical Review Letters les résultats de travaux qui auraient à nouveau et sans aucun doute intéressé Percy Williams Bridgman (1882-1961), l’un des pionniers de la physique des hautes pressions, comme Futura l’expliquait déjà dans le précédent article ci-dessous consacré à des travaux similaires.

Il s’agit en effet de mieux comprendre le comportement du fer dans des conditions de pressions et de températures extrêmes comme celles que l’on peut rencontrer à la frontière entre la graine solide du noyau de la Terre et son enveloppe liquide. L’alliage de fer et de nickel en fusion se cristallise en effet lorsque l’on descend encore plus profondément dans la graine. Les conditions régnantes sont aussi similaires à celles qui ont dû se produire lors de la collision d’embryons de planètes déjà différenciés et avec un noyau similaire à celui de la Terre au début de l’histoire du Système solaire. Ce ne sont pas seulement les géophysiciens et les planétologues qui peuvent tirer des renseignements de l’étude du comportement du fer dans des conditions extrêmes, les ingénieurs y sont parfois confrontés, par exemple lorsqu’il s’agit de comprendre comment un bouclier thermique va se comporter pour une sonde pénétrant à grande vitesse dans l’atmosphère d’une planète.


Une introduction à la cristallographie aux rayons X. En utilisant le phénomène de diffraction elle livre des secrets du solide cristallisé, mais pas seulement. © The Royal Institution, YouTube

La cristallographie, la science des cristaux et de l'état cristallin

Plusieurs outils sont nécessaires pour étudier cette physique du fer dans des conditions extrêmes. On peut bien sûr faire des simulations numériques, mais ces simulations ont besoin d’être nourries et autant que possible confirmées par des expériences en laboratoire rendues possibles par les derniers progrès de la technologie. En...

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