Pourquoi le noyau de fer de la terre tourne plus vite que la terre?

[papyneo]

Bonjour,

sur le site web de pour la science il est écrit ceci:

"La Terre tourne sur elle-même vers l'Est en quasiment 24 heures. Il n’en va pas de même de son noyau. Le noyau interne, en fer solide, tourne dans le même sens, mais plus vite. Le noyau externe, constitué de fer liquide, tourne pour sa part en sens inverse, vers l’Ouest ! Philip Livermore, de l’Université de Leeds, et ses collègues ont montré que ces mouvements du noyau sont liés, et contrôlés par le champ magnétique terrestre."

Le noyau interne en fer solide tourne dans le même sens que la terre mais plus vite?! comment est-ce possible?

De plus à la dernière phrase il est dit: "l'université de leeds a montré que ces mouvements du noyau sont liés, et contrôlés par le champ magnétique terrestre."

Pour moi, théoriquement, c'est la rotation du noyau qui génère le champ magnétique terrestre et ici on dit que c'est le champ magnétique terrestre qui influence la rotation...

????

voici le site: https://www.pourlascience.fr/sd/geos...rise-11771.php
-----

[Deedee81]

Salut,

Je n'ai pas l'explication spécialement du fait qu'il va plus vite (pourquoi pas moins vite par exemple).

Mais ce que je sais c'est que c'est une dynamo auto-entretenue :
Source d'énergie : cristallisation de la graine, entrainant une convection dans la partie liquide
Puis interactions dans les deux sens (l'un agit sur l'autre, l'autre agit sur l'un) entre les mouvements (convections et turbulences), courant électriques dans le métal liquide et champ magnétique.
(c'est horriblement compliqué à simuler/calculer d'ailleurs)

Il n'est donc pas si étonnant qu'il y ait un effet sur la rotation globale.

D'autres ici auront peut-être une explication simple de la raison du "plus rapide".

Note qu'il y a ça aussi pour le Soleil : il tourne à vitesse différente tant entre le pôle et l"équateur qu'entre la surface et l'intérieur !!!!

[Deedee81]

Après un peu d'hésitation, j'ai déplacé en physique car :
- le forum est beaucoup plus fréquenté
- la question, bien que concernant le magnétisme planétaire, est essentiellement une question de physique

[Deedee81]

Quelques infos :
https://www.futura-sciences.com/plan...x-terre-49028/

Il semblerait que ce soit une oscillation (actuellement plus vite, à d'autres époques plus lentement)

Ici il disent, semble-t-il, que la question est encore discutée :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Noyau_...on_plus_rapide...

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Re ,
Effectivement , rien ne prouve absolument que le noyau tourne plus vite que la Terre et son sens n'est pas non plus connu de façon affirmative .
Il tournerait plus vite dans le même sens à raison d'un degré annuel ( … pour certains …) .
https://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core ( lire dynamics )

[Tawahi-Kiwi]

Re ,
Effectivement , rien ne prouve absolument que le noyau tourne plus vite que la Terre et son sens n'est pas non plus connu de façon affirmative .
Il tournerait plus vite dans le même sens à raison d'un degré annuel ( … pour certains …) .
https://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core ( lire dynamics )

wiki n'est pas tres a jour. La super-rotation du noyau est suffisamment supportee par les preuves obtenues ces quinze dernieres annees.
La theorie basee sur les observations geomagnetique implique que le noyau interne actuel a une super-rotation legere (ca date des annees 90s). Depuis les annees 2000, differentes techniques sismiques permettent de confirmer la super-rotation; les estimations vont de 0,3 a 0,5º jusqu'a 1º par an.

T-K

[Tawahi-Kiwi]

Puis interactions dans les deux sens (l'un agit sur l'autre, l'autre agit sur l'un) entre les mouvements (convections et turbulences), courant électriques dans le métal liquide et champ magnétique.
(c'est horriblement compliqué à simuler/calculer d'ailleurs)

C'est le moins qu'on puisse dire

Note qu'il y a ça aussi pour le Soleil : il tourne à vitesse différente tant entre le pôle et l"équateur qu'entre la surface et l'intérieur !!!!

C'est vrai pour tout les astres fluides, non? les geantes gazeuses aussi ?

Pour moi, théoriquement, c'est la rotation du noyau qui génère le champ magnétique terrestre et ici on dit que c'est le champ magnétique terrestre qui influence la rotation...

C'est un peu de l'action-reaction dans un milieu partiellement fluide, turbulent, semi-chaotique avec des oscillations seculaires, donc ce n'est pas si 'sens unique' que ca en a l'air

T-K

[Deedee81]

Salut,

C'est vrai pour tout les astres fluides, non? les geantes gazeuses aussi ?

Je ne suis pas au courant pour les géantes, mais ça me semble logique (du moins en présence d'un champ magnétique).

[simondelateam]

bonjour ,
je suis pas physicien , mais j'ai peut etre une idée :
tu prend un oeuf cru , tu le fait tourner sur lui meme , tu l'arrete et tu le relache , il se remet a tourner.
sauf erreur la rotation de la terre est freinée petit a petit , sous la croute terrestre c'est liquide , ça fait peut etre comme l'oeuf.

[Tawahi-Kiwi]

sous la croute terrestre c'est liquide , ça fait peut etre comme l'oeuf.

Les 2900km sous la croute sont solides. Seul la majeure partie de l'hydrosphere et le noyau externe sont des enveloppes liquides sur Terre.

T-K

[Deedee81]

Salut,

je suis pas physicien , mais j'ai peut etre une idée :
tu prend un oeuf cru , tu le fait tourner sur lui meme , tu l'arrete et tu le relache , il se remet a tourner.
sauf erreur la rotation de la terre est freinée petit a petit , sous la croute terrestre c'est liquide , ça fait peut etre comme l'oeuf.

Par effet de viscosité la partie liquide (noyau moins la graine) devrait être freinée ou accélérée. Et au final tout devrait tourner d'un bloc.
Ce n'est clairement pas le cas (pour le Soleil c'est même connu depuis un bon moment). Il y a donc un mécanisme qui maintient cet écart de vitesse.
(un mécanisme qui n'existe pas dans l'oeuf )
Ce mécanisme c'est le fait que cette zone fluide est aussi celle générant le champ magnétique. Et le champ magnétique interagit en retour sur le fluide.

Notons que puisqu'il y a viscosité, donc perte d'énergie, c'est qu'il y a forcément une source d'énergie qui alimente ce mécanisme.
Pour le Soleil, c'est évident : c'est la formidable source d'énergie thermonucléaire dans son coeur.
Pour la Terre : c'est la cristallisation de la graine (le noyau solide qui en se solidifiant dégage de la chaleur latente qui alimente la convection et la turbulence dans le noyau liquide.

[simondelateam]

"Notons que puisqu'il y a viscosité, donc perte d'énergie, c'est qu'il y a forcément une source d'énergie qui alimente ce mécanisme."

oulala! je suis pas physicien mais croire que la terre genere de l'energie electrique en tournant et que ça accelere la rotation du noyau , excuse mais j'y crois absolument pas , c'est un peu gros.

si le noyau de la terre tournait plus vite que la croute , cela serait relatif , ça serait juste pour moi le noyau qui est freiné moins rapidement que la croute terrestre puisqu'ils ne sont liés que par un "truc" visqueux situé entre les deux.

mais bon , je detiens pas la verité et mes connaissances sont plutot limitées dans ce domaine...je me plante peut etre ...

[simondelateam]

mon hypothese (trop tardive pour l'ajouter au message precedent en l'editant) est que :
la terre tourne sur elle meme , la lune la freine progressivement http://www.dinosoria.com/rotation_terre.htm mais le noyau ne suis pas (ou ralentit moins vite) puisqu'il y a une couche liquide/visqueuse entre les deux(entre croute et noyau).

[Tawahi-Kiwi]

si le noyau de la terre tournait plus vite que la croute , cela serait relatif , ça serait juste pour moi le noyau qui est freiné moins rapidement que la croute terrestre puisqu'ils ne sont liés que par un "truc" visqueux situé entre les deux.

Comme Deedee le fait remarquer au message #4, c'est un systeme oscillant. C'est plus rapide pour le moment, mais ce n'est pas forcement toujours le cas.

la terre tourne sur elle meme , la lune la freine progressivement http://www.dinosoria.com/rotation_terre.htm mais le noyau ne suis pas (ou ralentit moins vite) puisqu'il y a une couche liquide/visqueuse entre les deux(entre croute et noyau).

On a a peu pres aucune idee de la viscosite du noyau interne (probablement similaire au manteau), donc c'est une hypothese qui a priori ne tient pas la route.

T-K

[Deedee81]

Salut,

oulala! je suis pas physicien mais croire que la terre genere de l'energie electrique en tournant et que ça accelere la rotation du noyau , excuse mais j'y crois absolument pas , c'est un peu gros.

Bon, tout d'abord, la science ce n'est pas une question de croyance. Laissons les croyants tranquille.
C'est une question d'expériences, de mesures, de modèles théoriques,.....

Pour ce qui est du constat sur le champ magnétique (ça c'est assez évident) et sur la vitesse un peu plus rapide du noyau (pas une accélération, sinon il irait de plus en plus vite (*)) c'est vérifié : voir le lien wiki et les compléments données par Tawahi-Kiwi.

(*) Et inversement, s'il était moins freiné il finirait quand même par se synchroniser et ils tourneraient d'un bloc depuis plusieurs milliards d'années.

Pour ce qui est d'un tel système qui produit de l'énergie électrique simplement en tournant, tu devrais le connaitre : les génératrices et les alternateurs, ça fonctionne exactement comme ça. C'est d'ailleurs pour cela que pour la Terre (et les autres corps) on appelle cela "l'effet dynamo" :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_...astrophysique)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Dynamo_terrestre

Tu dis que tu n'es pas physicien, ma foi, y a pas de mal à ça (d'ailleurs je ne le suis pas non plus ). Mais attention au syndrome de Duning et Kruger
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Dunning-Kruger
qui a la désagréable habitude de toucher tout le monde. Il faut donc y faire attention.
Le fait est que sans être physicien tu n'as pas le bagage pour comprendre le fonctionnement d'un alternateur mais tu n'as pas non plus les connaissances permettant de comprendre que ce que tu sais est très limité. Il n'y a alors que deux possibilités :
- Accepter ce que disent les spécialistes
- Etudier la physique

Ceci est vrai de tous les domaines de connaissance humaine (pas seulement la physique), of course.

[simondelateam]

je ne pense pas qu'il s'agisse de Duning et Kruger que de formuler une hypothese.

je dis que je ne suis pas physicien , et voila pourquoi:
je n'ai pas les competence pour verifier mon hypothese.

neammoins , je persiste dans mon hypothese

la couche liquide est a ce nombre de reynolds aussi fluide que de l'eau.il me parait donc evident qu'il puisse exister un decalage puisque la terre est constamment freinée .

"s'il était moins freiné il finirait quand même par se synchroniser"
je dirais que c'est faux , il est forcement deja synchronisé , et cela peut etre un synchronisme ondulatoire qui ralentit progressivement.

et je vais de ce pas me plonger dans la generation du champs magnetique terrestre , si c'est bien cet effet dynamo qui provoque ce decalage et uniquement ça , j'en aurais pour mon compte contrairement a ici ou il y a plus de "c'est pas ça" que de "comment ça fonctionne".

[Deedee81]

je ne pense pas qu'il s'agisse de Duning et Kruger que de formuler une hypothese.

Ce n'est pas ça DK. Le syndrome DK c'est quand tu dis "je n'y crois pas".

la couche liquide est a ce nombre de reynolds aussi fluide que de l'eau.il me parait donc evident qu'il puisse exister un decalage puisque la terre est constamment freinée .

La terre est constamment freinée ????? Il y a bien les forces de marées. Mais c'est infime. Bien plus faible que les effets de viscosité interne (qui ne freinent pas la Terre mais synchronisent les différentes parties)

je dirais que c'est faux

Encore DK. Tu te trompes.

un synchronisme ondulatoire

Cette expression n'a aucune signification.

[simondelateam]

bon ben je me repond a moi meme , comme dit plus haut j'ai trouvé de la lecture.

vu le fonctionnement theorique du champs magnetique terrestre ,
vu les mouvement convectifs ,

mon hypothese n'est pas bonne...

la couche fluide entre noyau et croute est de toute façon si remuée par les mouvement de convection que l'effet qu'un decalage entre noyau et croute du au freinage de la lune est absolument infime et sans doute meme inexistant.

merci Deedee81 pour les liens , de bonnes pistes qui m'ont permis d'invalider mon hypothese.

[Deedee81]

DK est mort

Un autre effet auquel j'ai pensé. Le ralentissement dû aux forces de marées doit agir de manière identique (ou peu s'en faut) sur le noyau et sur le reste.
Je dis "doit" car je n'en ai pas la preuve mais voici pourquoi :
Le ralentissement est dû à la formation du bourrelet des marées (et donc décalage par rapport à la Lune à cause de la viscosité de manteau et de la rotation terrestre).
Ce bourrelet est essentiellement dû au manteau (la croute est très fine) et sa rigidité ne varie pas de manière colossale sur son épaisseur.
Le noyau lui est totalement non rigide (liquide !)
Et donc le bourrelet doit exister (proportionnellement) au niveau du noyau.

Comme le couple gravitationnel agit de la même manière dans toutes l'épaisseur de la Terre, on doit alors avoir le même ralentissement dû au marrées pour le manteau ou pour le noyau liquide.

Par contre, la graine est infiniment plus rigide (Nickel et Fer presque pur) et je ne serais pas surpris qu'elle ne subisse pas du tout ce ralentissement mais qui reste de toute façon infiniment plus faible que les forces de viscosité avec le noyau liquide (ce n'est pas un superfluide, contrairement au coeur des étoiles à neutrons ). Et j'ignore si on a pu déterminer la vitesse de rotation de la graine (qui n'a pas d'importance dans la dynamo terrestre qui prend naissance dans la partie liquide).

A noter enfin, que l'effet dynamo a pu être reproduit en labo malgré les difficultés pratiques. Voir les liens donnés plus haut.

[Tawahi-Kiwi]

la couche fluide entre noyau et croute est de toute façon si remuée par les mouvement de convection que l'effet qu'un decalage entre noyau et croute du au freinage de la lune est absolument infime et sans doute meme inexistant.

Je me repete, la 'couche' (=le manteau) n'est pas fluide. Il est plastique.

Ce bourrelet est essentiellement dû au manteau (la croute est très fine) et sa rigidité ne varie pas de manière colossale sur son épaisseur.

Il y a une difference non negligeable de viscosite entre les manteaux superieurs et inferieurs; on passe de 10¹⁹Pa.s dans la LVZ (partie superieure de l'asthenosphere) a 10²⁵ dans la mesosphere. Dans quel mesure cela joue t'il un role sur les marees, aucune idee.

T-K

[Deedee81]

Salut,

Je me repete, la 'couche' (=le manteau) n'est pas fluide. Il est plastique.

Je dirais même "solide", car après tout :
- tous les solides ont une certaine plasticité
- un "morceau de manteau" qu'on tiendrait en main (dans les mêmes conditions physiques of course, donc si on est superman ) nous semblerait tout à fait aussi solide qu'une roche quelconque
- les ondes S s'y propagent sans difficulté

Par contre, il me semble (à confirmer) que le matériau est moins fragile (moins cassant). Bien que des séismes intra-manteaux se produisent aussi.

Il y a une difference non negligeable de viscosite entre les manteaux superieurs et inferieurs; on passe de 10¹⁹Pa.s dans la LVZ (partie superieure de l'asthenosphere) a 10²⁵ dans la mesosphere. Dans quel mesure cela joue t'il un role sur les marees, aucune idee.

D'accord, merci pour les chiffres, ça fait quand même un million, c'est énorme. Difficile de calculer la taille du bourrelet au niveau de la discontinuité de Guttenberg. Faudra que j'y réfléchisse, doit y avoir moyen d'avoir un ordre de grandeur (mais quoi qu'il en soit, le ralentissement dû aux marées c'est tout de même peau de chagrin par rapport au reste, même au niveau de la croute : un ralentissement de 2 ms par siècle versus des mouvements de plaques).

Tiens, je viens de lire un article intéressant sur une influence notable des forces de marées sur les éruptions phréatiques (enfin, au moins dans un cas, le Ruapehu, il faut encore vérifier pour les autres cas.... en cours d'étude). C'est remarquable car l'influence des marées est généralement faible ou nul en géologie. Voir le dernier Pour La Science.

[Tawahi-Kiwi]

Je dirais même "solide", car après tout :
- tous les solides ont une certaine plasticité
- un "morceau de manteau" qu'on tiendrait en main (dans les mêmes conditions physiques of course, donc si on est superman ) nous semblerait tout à fait aussi solide qu'une roche quelconque
- les ondes S s'y propagent sans difficulté

C'est en effet tres relatif , compare a la glace, c'est beaucoup plus 'solide'. Une analogie de tout les jours (en terme de viscosite) est le sel de table. La halite a une viscosite de 10¹⁷ Pa.s

Tiens, je viens de lire un article intéressant sur une influence notable des forces de marées sur les éruptions phréatiques (enfin, au moins dans un cas, le Ruapehu, il faut encore vérifier pour les autres cas.... en cours d'étude). C'est remarquable car l'influence des marées est généralement faible ou nul en géologie. Voir le dernier Pour La Science.

L'effet a deja ete demontre pour des eruptions (magmatiques) de volcans ou la nappe phreatique est directement influencee par la mer (donc de petites iles, ou des volcans cotiers). Le Stromboli et le Kilauea montrent des sursauts d'activite lors des grandes marees par exemple (au travers d'un contact phreato-magmatique plus important); les rides medio-oceaniques egalement (via sismicite induite). Le Ruapehu est plus loin de l'ocean, donc ce n'est pas exactement la meme chose.

T-K

[Deedee81]

L'effet a deja ete demontre pour des eruptions (magmatiques) de volcans ou la nappe phreatique est directement influencee par la mer (donc de petites iles, ou des volcans cotiers). Le Stromboli et le Kilauea montrent des sursauts d'activite lors des grandes marees par exemple (au travers d'un contact phreato-magmatique plus important); les rides medio-oceaniques egalement (via sismicite induite).

Ah je ne savais pas, c'est intéressant.

Le Ruapehu est plus loin de l'ocean, donc ce n'est pas exactement la meme chose.

C'est sans doute pour ça qu'ils n'en parlaient pas dans l'article. Ils ont cité des volcans sur lesquels ils entament une étude analogue au Ruapehu mais je n'ai pas l'article sous la main et je ne me souviens plus quels volcans. Je sais juste qu'ils ont besoin de très longues séries de mesures sismiques et qu'ils ont du mal à trouver ça.

[simondelateam]

je trouve pour la viscosité du noyau externe 10 puissance -2 Pa.s ... pas 10 puissance 17 qui correspond plus a l'asthenosphere...http://planet-terre.ens-lyon.fr/plan...04-01-ppt4.pdf

[Deedee81]

La viscosité donnée par Thawi-Kiwi n'était pas celle du noyau mais celles du manteau (c'est celle-là qui est importante pour calculer le bourrelet des marées).
Oui, le noyau a une viscosité très faible (par rapport au manteau) puisqu'il est liquide.

[Tawahi-Kiwi]

je trouve pour la viscosité du noyau externe 10 puissance -2 Pa.s ... pas 10 puissance 17 qui correspond plus a l'asthenosphere...http://planet-terre.ens-lyon.fr/plan...04-01-ppt4.pdf

Personne n'a dit 10¹⁷ Pa.s, ce serait un peu extreme pour un liquide....

T-K

[EDIT] croisement avec Deedee81....