Une équipe de scientifiques dirigée par Yale a peut-être trouvé un nouveau facteur pour aider à expliquer le flux et le reflux du champ magnétique terrestre - et c'est quelque chose de familier à quiconque a fait une vinaigrette pour sa salade.

le champ magnétique terrestre, produit près du centre de la planète, a longtemps agi comme un tampon contre le rayonnement nocif des vents solaires émanant du Soleil. Sans cette protection, la vie sur Terre n'aurait pas eu l'opportunité de s'épanouir. Pourtant, notre connaissance du champ magnétique terrestre et de son évolution est incomplète.

Dans une nouvelle étude publiée le 6 mai dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , Le professeur agrégé de Yale Kanani K.M. Lee et son équipe ont découvert que les alliages de fer en fusion contenant du silicium et de l'oxygène forment deux liquides distincts dans des conditions similaires à celles du noyau terrestre. C'est un processus appelé immiscibilité.

"Nous observons souvent l'immiscibilité des liquides dans la vie de tous les jours, comme lorsque l'huile et le vinaigre se séparent dans la vinaigrette. Il est surprenant qu'une séparation de phase liquide puisse se produire lorsque les atomes sont forcés de se rapprocher les uns des autres sous les immenses pressions du noyau terrestre, " a déclaré Sarah Arveson, étudiante diplômée de Yale, l'auteur principal de l'étude.

L'immiscibilité dans les alliages fondus complexes est courante à la pression atmosphérique et a été bien documentée par les métallurgistes et les scientifiques des matériaux. Mais les études d'alliages non miscibles à des pressions plus élevées ont été limitées aux pressions trouvées dans le manteau supérieur de la Terre, situé entre la croûte terrestre et son noyau.

Encore plus profond, 2, 900 kilomètres sous la surface, est le noyau externe-un plus de 2, Couche de fer en fusion de 000 kilomètres d'épaisseur. C'est la source du champ magnétique de la planète. Bien que ce liquide chaud roule vigoureusement pendant qu'il se convection, rendre le noyau externe en grande partie bien mélangé, il a une couche liquide distincte au sommet. Les ondes sismiques se déplaçant à travers le noyau externe se déplacent plus lentement dans cette couche supérieure que dans le reste du noyau externe.

Les scientifiques ont proposé plusieurs théories pour expliquer cette couche liquide lente, y compris l'idée que les alliages de fer non miscibles forment des couches dans le noyau. Mais il n'y a eu aucune preuve expérimentale ou théorique pour le prouver jusqu'à présent.

À l'aide de chauffage au laser, des expériences de cellules à enclume de diamant pour générer des pressions élevées, combiné à des simulations informatiques, l'équipe dirigée par Yale a reproduit les conditions trouvées dans le noyau externe. Ils ont démontré deux distincts, couches liquides en fusion :une pauvre en oxygène, un liquide fer-silicium et un liquide fer-silicium-oxygène. Parce que la couche de fer-silicium-oxygène est moins dense, il monte au sommet, formant une couche de liquide riche en oxygène.

"Notre étude présente la première observation d'alliages métalliques fondus non miscibles dans des conditions aussi extrêmes, laissant entendre que l'immiscibilité dans les masses fondues métalliques peut être répandue à des pressions élevées, " dit Lee.

Les chercheurs ont déclaré que les résultats ajoutent une nouvelle variable pour comprendre les conditions de la Terre primitive, ainsi que la façon dont les scientifiques interprètent les changements du champ magnétique terrestre à travers l'histoire.

Les autres auteurs de l'étude sont Jie Deng de Yale et Bijaya Karki de la Louisiana State University.