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Euh... alors, on va parler un peu de... comment dire... des feux souterrains, hein.
Figurez-vous qu'il y a un type, un jeune géologue, Mike Voorhies, qui, pendant l'été 71, se baladait dans le Nebraska. Il était, genre, pas loin d'Orchard, là où il a grandi. Et puis, en passant près d'une espèce de ravine, il voit un truc qui brille. Curieux comme tout, il grimpe, et qu'est-ce qu'il trouve ? Un crâne de rhinocéros, super bien conservé, quoi. La pluie l'avait déterré, apparemment.
En fait, quelques mètres plus loin, il y avait le plus incroyable gisement de fossiles d'Amérique du Nord. Un ancien point d'eau, complètement à sec, devenu une sorte de cimetière géant pour des dizaines d'animaux. Des rhinos, des espèces de chevaux sauvages qui ressemblaient à des zèbres, des cerfs avec des dents de sabre, des chameaux, des tortues... Tous morts dans une catastrophe mystérieuse, il y a plus de 12 millions d'années. On était à l'époque du Miocène, apparemment, une époque où le Nebraska ressemblait un peu à la savane du Serengeti en Afrique, avec une grande plaine hyper chaude. Et les animaux, ils étaient enterrés sous trois mètres de cendres volcaniques. Le truc bizarre, c'est qu'il n'y a jamais eu de volcan dans le Nebraska. Enfin... a priori !
Aujourd'hui, le site de Voorhies, c'est un parc d'État, le Ashfall Fossil Beds State Historical Park. Ils ont construit un super centre d'accueil, avec un musée, des présentations super intéressantes sur les découvertes géologiques du Nebraska. Et il y a même un labo, où les visiteurs peuvent voir les paléontologues nettoyer les os à travers une vitre. Un jour, je passais par là, et j'ai vu un type, un peu grisonnant, avec une blouse bleue, qui bossait tout seul dans le labo. Je l'ai reconnu ! C'était Mike Voorhies, celui qui avait présenté un documentaire sur la BBC, "Horizon". Le parc est un peu perdu, donc il n'y a pas des masses de touristes. Voorhies était content de me faire visiter. Il m'a même emmené au sommet de la ravine, là où il avait fait sa découverte.
Il me dit, en rigolant, que c'est stupide de chercher des os dans un endroit comme ça. En fait, il cherchait pas vraiment des os, à la base. Il voulait faire une carte géologique de l'est du Nebraska, et il se baladait un peu au hasard. Si il n'avait pas grimpé à cet endroit, si la pluie n'avait pas déterré ce crâne, il serait passé à côté de tout ça. Il m'a montré un endroit, protégé par un auvent, où ils avaient fait les principales fouilles. Ils ont trouvé les restes d'environ 200 animaux, entassés les uns sur les autres.
Je lui ai demandé pourquoi c'était stupide de chercher des os dans un endroit comme ça. Il m'explique que, pour trouver des os, il faut des roches à nu. C'est pour ça que la plupart des travaux de paléontologie se font dans des endroits chauds et secs. Ce n'est pas qu'il y a plus d'os, mais c'est plus facile de les trouver. Dans ce genre d'endroit, avec cette prairie immense, c'est presque impossible. Il y a peut-être des trucs incroyables, mais il n'y a aucun indice pour savoir où commencer à chercher.
Au début, ils pensaient que les animaux avaient été enterrés vivants. C'est ce que Voorhies avait écrit dans un article du National Geographic en 81. Il me dit que l'article décrivait l'endroit comme la "Pompéi préhistorique". C'était un peu malheureux, parce qu'ils ont vite découvert que les animaux n'étaient pas morts subitement. Ils avaient une maladie appelée "ostéodystrophie pulmonaire". C'est une maladie causée par l'inhalation de grandes quantités de cendres irritantes. Et ils en avaient inhalé une quantité énorme, vu les mètres de cendres qu'il y avait sur des kilomètres. Il a pris une poignée de terre grise et argileuse, l'a écrasée et me l'a mise dans la main. C'était une poudre très fine, un peu comme du sable. Il m'a dit que c'est très désagréable à respirer, que c'est fin et coupant. En fait, ils sont venus à ce point d'eau, probablement pour se reposer, et ils sont morts dans d'atroces souffrances. Ces cendres détruisaient tout. Elles recouvraient l'herbe, collaient aux feuilles, transformaient l'eau en une boue grise imbuvable. Ça devait être vraiment terrible de boire ça.
Dans le documentaire de la BBC, ils disaient que c'était incroyable qu'il y ait autant de cendres dans le Nebraska. Mais en fait, ça faisait longtemps qu'on savait qu'il y avait des dépôts de cendres importants dans le Nebraska. Pendant presque un siècle, on avait extrait ces cendres pour les utiliser dans des produits de nettoyage, comme Comet ou Ajax. Ce qui est dingue, c'est que personne ne s'était demandé d'où venaient toutes ces cendres.
Voorhies me dit, avec un petit sourire gêné, que c'est un rédacteur du National Geographic qui lui a posé la question. Et il a dû avouer qu'il n'en savait rien. Personne ne savait. C'est là qu'il a commencé à se poser la question.
Il a envoyé des échantillons à des collègues dans tout l'ouest des États-Unis, pour leur demander s'ils reconnaissaient cette matière. Quelques mois plus tard, un géologue de l'Idaho Geological Survey, Bill Bonnichsen, l'a contacté pour lui dire que ces cendres correspondaient à des dépôts volcaniques d'un endroit appelé Bruneau-Jarbidge, dans le sud-ouest de l'Idaho. La catastrophe qui a tué les animaux de la plaine du Nebraska était une éruption volcanique d'une ampleur inimaginable. Une éruption qui a laissé une couche de trois mètres de cendres volcaniques à plus de 1600 kilomètres de distance, dans l'est du Nebraska. En fait, il y avait une énorme zone de magma sous l'ouest des États-Unis, un gigantesque point chaud volcanique. Un point chaud qui entre en éruption de manière catastrophique tous les 600 000 ans environ. La dernière éruption de ce genre remonte à plus de 600 000 ans. Et ce point chaud est toujours là. On l'appelle aujourd'hui le parc national de Yellowstone.
On en sait tellement peu sur ce qui se passe sous nos pieds... C'est fou de penser que Ford a commencé à fabriquer des voitures, et qu'il y avait déjà les World Series de baseball avant qu'on sache qu'il y avait un noyau terrestre. Et ça fait à peine une génération qu'on sait que les continents se déplacent à la surface de la Terre, comme des feuilles de nénuphar sur l'eau. Richard Feynman a écrit, et c'est incroyable, qu'on connaît mieux la composition de l'intérieur du soleil que celle de l'intérieur de la Terre.
La distance entre la surface et le centre de la Terre, c'est 6370 kilomètres. Ce n'est pas si loin. On a calculé que si on creusait un puits jusqu'au centre de la Terre et qu'on y jetait une brique, elle mettrait 45 minutes pour arriver en bas. Même si, à ce moment-là, elle ne pèserait plus rien, parce que la gravité de la Terre serait au-dessus et autour d'elle. En fait, très peu de gens ont essayé d'aller très loin sous terre. Il y a quelques mines d'or en Afrique du Sud qui descendent à plus de trois kilomètres, mais la plupart des mines ne dépassent pas 400 mètres de profondeur. Si on imaginait que la Terre est une pomme, on n'a même pas percé la peau. Et on est loin d'avoir percé la peau, quoi !
Il y a à peine un siècle, les scientifiques les plus informés n'en savaient pas plus sur l'intérieur de la Terre que les mineurs. C'est-à-dire, qu'on peut creuser dans le sol jusqu'à un certain point, et puis on tombe sur de la roche. Point. Et puis, en 1906, un géologue irlandais, R.D. Oldham, en étudiant les relevés sismiques d'un tremblement de terre au Guatemala, a remarqué que certaines ondes de choc pénétraient profondément dans la Terre, puis rebondissaient à un certain angle, comme si elles rencontraient un obstacle. Il en a déduit que la Terre avait un noyau. Trois ans plus tard, un sismologue croate, Andrija Mohorovičić, étudiait les graphiques d'un tremblement de terre à Zagreb, et il a remarqué une déviation similaire, mais à un niveau moins profond. Il avait découvert la limite entre la croûte terrestre et la couche en dessous, le manteau. Cette zone a ensuite été appelée la discontinuité de Mohorovičić, ou simplement le Moho.
On a commencé à avoir une idée un peu plus claire des différentes couches de la Terre, même si ça restait flou. En 1936, une scientifique danoise, Inge Lehmann, en étudiant les relevés sismiques de tremblements de terre en Nouvelle-Zélande, a découvert qu'il y avait deux noyaux. Un noyau interne et un noyau externe. Le noyau interne est solide, et le noyau externe est liquide et c'est là que se produit le champ magnétique.
Pendant que Lehmann améliorait notre compréhension de la structure de la Terre, deux géologues du California Institute of Technology, Charles Richter et Beno Gutenberg, ont inventé une méthode pour comparer les tremblements de terre entre eux. Pour des raisons pas très claires, l'échelle de magnitude a presque tout de suite été appelée l'échelle de Richter. Ce qui n'avait rien à voir avec Richter, qui était quelqu'un de très humble et qui n'a jamais mis son nom sur l'échelle. Il disait simplement "magnitude".
Beaucoup de non-scientifiques ont mal compris l'échelle de Richter, même si ça s'est peut-être amélioré aujourd'hui. Au début, les gens qui visitaient le bureau de Richter voulaient voir son invention, en pensant que c'était une machine. Mais l'échelle de Richter, c'est un concept, pas un objet. C'est une façon arbitraire de quantifier les mouvements de la Terre à partir des mesures faites au sol. L'échelle est logarithmique, ce qui signifie qu'un tremblement de terre de magnitude 7,3 est 50 fois plus fort qu'un tremblement de terre de magnitude 6,3, et 2500 fois plus fort qu'un tremblement de terre de magnitude 5,3.
En théorie, il n'y a pas de limite supérieure à l'échelle, ni de limite inférieure. La magnitude est un moyen simple de mesurer la force, mais elle ne dit rien sur l'ampleur des dégâts. Un tremblement de terre de magnitude 7 qui se produit profondément dans le manteau, par exemple à 650 kilomètres de profondeur, peut ne causer aucun dégât à la surface. Alors qu'un tremblement de terre beaucoup plus faible qui se produit à six ou sept kilomètres de profondeur peut causer des dégâts considérables. Tout dépend aussi de la nature du sous-sol, de la durée du tremblement de terre, de la fréquence et de l'intensité des répliques, et de la situation géographique de la zone touchée. Tout ça fait que le tremblement de terre le plus terrible n'est pas forcément le plus fort, même si la force est importante.
Depuis l'invention de l'échelle de magnitude, les plus grands tremblements de terre, selon les sources, sont soit le grand tremblement de terre de 1964 en Alaska, dans la baie du Prince-William, soit le tremblement de terre de 1960 au large des côtes du Chili, dans l'océan Pacifique. Le premier avait une magnitude de 9,2 sur l'échelle de Richter, et le second avait été enregistré à 8,6 au début, mais certaines autorités, dont l'US Geological Survey, l'ont réévalué à 9,5. Ça montre que la mesure des tremblements de terre n'est pas toujours une science exacte, surtout quand il s'agit d'interpréter des relevés venant de loin. Quoi qu'il en soit, ces deux tremblements de terre ont été énormes. Le tremblement de terre de 1960 a causé des dégâts considérables sur la côte ouest de l'Amérique du Sud et a provoqué un tsunami gigantesque. Le tsunami a traversé le Pacifique sur près de 10 000 kilomètres, a déferlé sur la ville d'Hilo, à Hawaï, a détruit 500 bâtiments et a fait 60 morts. Des vagues similaires ont atteint le Japon et les Philippines, causant encore plus de morts.
Mais si on parle uniquement de l'ampleur des destructions, le tremblement de terre le plus violent de l'histoire est probablement celui de Lisbonne, au Portugal, le jour de la Toussaint, en 1755. Ce tremblement de terre a pratiquement rasé Lisbonne. Vers 10 heures du matin, la ville a commencé à trembler violemment. Les secousses ont duré sept minutes. On estime aujourd'hui que le tremblement de terre avait une magnitude de 9. La force des secousses était telle que l'eau du port s'est retirée, puis est revenue sous la forme d'une vague géante de plus de 15 mètres de haut, causant encore plus de dégâts. Quand les secousses se sont enfin arrêtées, les survivants n'ont eu que trois minutes de répit avant qu'un deuxième tremblement de terre, à peine moins fort que le premier, ne se produise. Un troisième et dernier tremblement de terre a eu lieu deux heures plus tard. Au final, il y a eu 60 000 morts, et pratiquement tous les bâtiments dans un rayon de plusieurs kilomètres ont été détruits. En comparaison, le tremblement de terre de San Francisco en 1906 avait une magnitude de 7,8 sur l'échelle de Richter et a duré moins de 30 secondes.
Les tremblements de terre sont assez fréquents. Il y a en moyenne deux tremblements de terre de magnitude 2,0 ou plus chaque jour dans le monde, assez forts pour être ressentis par les personnes à proximité. Les tremblements de terre sont souvent concentrés dans certaines régions, en particulier le long de l'océan Pacifique, mais ils peuvent se produire presque partout. Aux États-Unis, seuls la Floride, l'est du Texas et le nord du Midwest semblent être épargnés. Au cours des 200 dernières années, la Nouvelle-Angleterre a connu deux tremblements de terre de magnitude supérieure à 6. En avril 2002, une zone près du lac Champlain, à la frontière entre l'État de New York et le Vermont, a connu un tremblement de terre de magnitude 5,1, causant des dégâts importants et faisant même tomber des photos des murs et renverser des enfants de leur lit dans le New Hampshire.
Les tremblements de terre les plus fréquents se produisent là où deux plaques tectoniques se rencontrent, comme en Californie, le long de la faille de San Andreas. Les deux plaques se poussent l'une contre l'autre, la pression augmente et, finalement, l'une ou l'autre cède. En général, plus il y a de temps entre deux tremblements de terre, plus la pression accumulée est importante et plus le tremblement de terre est fort et étendu. Tokyo est particulièrement inquiète de ce genre de choses. Bill McGuire, un spécialiste des risques à l'University College London, décrit Tokyo comme une "ville qui attend la mort". On ne trouve pas ça sur toutes les brochures touristiques. Le Japon est déjà un pays connu pour ses tremblements de terre, et Tokyo se trouve précisément à la rencontre de trois plaques tectoniques. On se souvient qu'en 1995, la ville de Kobe, à près de 500 kilomètres à l'ouest, a été frappée par un tremblement de terre de magnitude 7,2 qui a fait 6394 morts. On estime que les dégâts ont coûté 99 milliards de dollars. Mais ce n'est rien, enfin, c'est peu, comparé à ce qui pourrait arriver à Tokyo un jour.
Tokyo a déjà été frappée par un tremblement de terre dévastateur. Le 1er septembre 1923, juste avant midi, la ville a été frappée par le grand tremblement de terre de Kantō, un tremblement de terre 10 fois plus fort que celui de Kobe. 200 000 personnes sont mortes. Depuis, Tokyo est restée étrangement calme, et la tension souterraine s'accumule depuis 80 ans. Un jour ou l'autre, ça va exploser. En 1923, Tokyo comptait environ 3 millions d'habitants. Aujourd'hui, elle en compte près de 30 millions. Personne ne veut deviner combien de personnes mourront la prochaine fois, mais on estime que les pertes économiques potentielles pourraient atteindre 7 000 milliards de dollars.
Ce qui est encore plus inquiétant, ce sont les tremblements de terre intraplaques, qui sont plus rares. On en sait peu sur ces tremblements de terre, et ils peuvent se produire n'importe où, n'importe quand. Ils se produisent loin des frontières des plaques tectoniques, et sont donc totalement imprévisibles. Comme l'épicentre est profond, ils touchent souvent une zone beaucoup plus vaste. Aux États-Unis, le plus connu de ces tremblements de terre est la série de trois tremblements de terre qui se sont produits à New Madrid, dans le Missouri, pendant l'hiver 1811-1812. Tout a commencé le 16 décembre, juste après minuit. Les gens ont d'abord été réveillés par le bruit des animaux affolés. Ce n'est pas une légende, les animaux deviennent agités avant un tremblement de terre, c'est reconnu, même si on ne sait pas pourquoi. Ensuite, ils ont entendu un bruit de craquement venant des profondeurs de la Terre. Les habitants sont sortis en courant et ont vu le sol onduler, avec des fissures de plusieurs mètres de profondeur. L'air était rempli d'une forte odeur de soufre. Le tremblement de terre a duré quatre minutes, et a causé des dégâts considérables, comme toujours. Parmi les témoins, il y avait le peintre John James Audubon, qui se trouvait dans la région à ce moment-là. Le tremblement de terre a rayonné avec une telle force qu'il a fait tomber des cheminées à plus de 600 kilomètres de là, à Cincinnati. Au moins un témoignage dit qu'il a "endommagé les navires dans les ports de la côte Est... et même fait tomber les échafaudages autour du Capitole à Washington". Deux autres tremblements de terre de magnitude similaire se sont produits les 23 janvier et 4 février. Depuis, New Madrid est restée calme, ce qui n'est pas surprenant, car ces tremblements de terre ne se produisent jamais deux fois au même endroit. Autant qu'on sache, ils sont aussi aléatoires que la foudre. Le prochain tremblement de terre de ce type pourrait se produire sous Chicago, ou sous Paris, ou sous Kinshasa. Personne ne peut le deviner. Comment se produisent ces grands tremblements de terre intraplaques ? La raison se trouve dans les profondeurs de la Terre. On n'en sait pas plus.
Dans les années 60, les scientifiques en savaient si peu sur l'intérieur de la Terre qu'ils ont décidé de faire quelque chose. Ils ont décidé de percer un trou dans le fond de l'océan, où la croûte terrestre est plus mince, jusqu'à la discontinuité de Mohorovičić, et de ramener un échantillon du manteau pour l'étudier de près. Ils pensaient que s'ils pouvaient comprendre la nature des roches à l'intérieur de la Terre, ils pourraient commencer à comprendre comment elles interagissent, et donc à prédire les tremblements de terre et autres événements indésirables.
Le projet, qui a été baptisé "Project Mohole", a été un échec total. Ils voulaient envoyer un foret dans l'océan Pacifique, à plus de 4000 mètres de profondeur au large du Mexique, puis continuer à forer sur plus de 5000 mètres, à travers la croûte terrestre, pour atteindre le manteau. Forer depuis un bateau en pleine mer, c'était, comme l'a dit un océanographe, "comme essayer de percer un trou dans le trottoir de New York depuis le sommet de l'Empire State Building avec un spaghetti". Tous les efforts se sont soldés par un échec. Ils ont à peine atteint 180 mètres de profondeur. Le projet Mohole a finalement été rebaptisé "Nohole". En 1966, le Congrès, furieux des coûts croissants et de l'absence de résultats, a annulé le projet.
Quatre ans plus tard, des scientifiques soviétiques ont décidé de tenter leur chance sur terre. Ils ont choisi un endroit sur la péninsule de Kola, en Russie, près de la frontière finlandaise, et ils espéraient atteindre une profondeur de 15 kilomètres. Le travail a été plus difficile que prévu, mais les Soviétiques ont fait preuve d'une persévérance admirable. Quand ils ont fini par abandonner, 19 ans plus tard, ils avaient atteint une profondeur de 12 262 mètres. Mais il ne faut pas oublier que la croûte terrestre ne représente qu'environ 0,3 % du volume de la Terre. Le forage de Kola n'avait pas atteint le tiers de l'épaisseur de la croûte. On ne peut donc pas dire qu'on a conquis l'intérieur de la Terre.
Même si la profondeur du forage était limitée, les découvertes ont été surprenantes pour les chercheurs. Les études sismiques avaient prédit avec certitude qu'ils atteindraient des roches sédimentaires à 4700 mètres de profondeur, puis 2300 mètres de granite, puis du basalte. En fait, la couche de roches sédimentaires était 50 % plus épaisse que prévu, et la couche de basalte n'a jamais été trouvée. De plus, le sous-sol était beaucoup plus chaud que prévu. La température à 10 000 mètres de profondeur atteignait 180 degrés Celsius, soit près du double de ce qui était attendu. Le plus surprenant, c'est que les roches en profondeur étaient gorgées d'eau, ce qui était considéré comme impossible.
On ne peut pas voir l'intérieur de la Terre. Il faut utiliser d'autres méthodes. On observe la façon dont les ondes se propagent à l'intérieur de la Terre pour en déduire ce qu'il y a. On a appris des choses sur le manteau grâce aux cheminées kimberlitiques, ces endroits où se forment les diamants. En fait, au fond de la Terre, il y a une explosion qui projette des bombes de magma à la surface à une vitesse supersonique. C'est un phénomène complètement aléatoire. Pendant que vous lisez ça, une cheminée kimberlitique pourrait exploser dans votre jardin. Comme elle descend très profond, jusqu'à 200 kilomètres, elle remonte des choses qu'on ne trouve pas normalement à la surface ou près de la surface : de la péridotite, des cristaux d'olivine et des diamants. Les diamants sont rares. Une cheminée kimberlitique sur 100 en remonte. Les éruptions de kimberlite remontent beaucoup de carbone, mais la majeure partie se transforme en vapeur ou en graphite. C'est seulement dans de rares cas qu'un morceau de carbone remonte à la bonne vitesse et refroidit assez vite pour se transformer en diamant. C'est grâce à ce type de cheminée que l'Afrique du Sud est devenue le plus grand producteur de diamants au monde. Mais il est probable que d'autres pays aient des réserves plus importantes qu'on ne connaît pas encore. Les géologues savent qu'il y a un endroit près du nord-est de l'Indiana où il y a des signes de la présence d'une ou plusieurs cheminées kimberlitiques. Des diamants de 20 carats ou plus ont été trouvés à différents endroits de la région. Mais personne n'a trouvé la source. John McPhee a fait remarquer que la source pourrait être enterrée sous des dépôts glaciaires, comme le cratère de Manson dans l'Iowa, ou sous les Grands Lacs.
Alors, qu'est-ce qu'on sait vraiment sur l'intérieur de la Terre ? Très peu de choses. Les scientifiques s'accordent à dire qu'il y a quatre couches sous nos pieds : une croûte rocheuse, un manteau composé de roches chaudes et visqueuses, un noyau externe liquide et un noyau interne solide. Certains veulent plus de détails sur l'épaisseur de chaque couche, alors voilà quelques chiffres, en utilisant des moyennes : la croûte terrestre, de 0 à 40 kilomètres. Le manteau supérieur, de 40 à 400 kilomètres. La zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur se situe entre 400 et 650 kilomètres. Le manteau inférieur, de 650 à 2700 kilomètres. La couche D, de 2700 à 2890 kilomètres. Le noyau externe, de 2890 à 5150 kilomètres. Le noyau interne, de 5150 à 6370 kilomètres. On sait que la surface est principalement composée de silicates. Les silicates sont assez légers et ne suffisent pas à expliquer la densité globale de la planète. Il doit donc y avoir quelque chose de plus lourd à l'intérieur. On sait qu'il existe une zone de métal liquide concentré quelque part à l'intérieur pour créer le champ magnétique. Tout le monde est d'accord sur ça. En dehors de ça, tout le reste est plus ou moins incertain. Comment ces couches interagissent les unes avec les autres, pourquoi elles se comportent de cette façon, ce qu'elles feront dans le futur... C'est assez flou.
Même une partie de la Terre, la croûte, est un sujet de discorde. Presque tous les ouvrages de géologie vous diront que la croûte a une épaisseur de 5 à 10 kilomètres sous les océans, d'environ 40 kilomètres sous les continents et de 65 à 95 kilomètres sous les chaînes de montagnes. Mais il y a beaucoup de variations surprenantes à ces généralités. Par exemple, la croûte sous la Sierra Nevada n'a qu'une épaisseur d'environ 30 à 40 kilomètres, et personne ne sait pourquoi. Selon toutes les lois de la géophysique, la Sierra Nevada devrait s'effondrer, comme si elle s'enfonçait dans des sables mouvants. Certains pensent que c'est ce qui est en train de se passer.
La façon dont la Terre a acquis une croûte, et quand elle l'a acquise, divise les géologues en deux camps. Les uns pensent que c'est arrivé soudainement au début de l'histoire de la Terre, et les autres pensent que c'est arrivé progressivement, et plus tard. Les gens sont très attachés à ces idées. Richard Armstrong de l'université de Yale a proposé la théorie de l'explosion précoce dans les années 60, et il a passé le reste de sa vie à se battre contre ceux qui n'étaient pas d'accord. Il est mort d'un cancer en 1991. Mais, selon un article du magazine "Earth" de 1998, peu avant sa mort, il a "attaqué violemment ses détracteurs dans un débat dans un magazine australien de sciences de la Terre, les accusant de perpétuer des mythes". "Il est mort sans avoir obtenu gain de cause", a dit un de ses collègues.
La croûte et une partie du manteau supérieur forment ensemble la lithosphère. Ce qui vient du grec "lithos", qui veut dire roche. Et la lithosphère flotte sur une couche de roche plus molle appelée l'asthénosphère, ce qui, en grec, veut dire "sans force". Mais ces noms ne sont pas très satisfaisants. Dire que la lithosphère flotte sur l'asthénosphère sous-entend qu'il y a une certaine flottabilité, ce qui n'est pas tout à fait vrai. De même, penser que la roche coule comme un fluide est trompeur. La roche est visqueuse, mais elle ressemble au verre. Ce qui ne semble pas possible, mais tout le verre sur Terre coule sous l'effet constant de la gravité. Si vous prenez une vitre vraiment ancienne d'une église européenne, vous verrez que le fond est plus épais que le haut. C'est ce genre de "flux" dont on parle. La vitesse à laquelle l'aiguille des heures d'une horloge se déplace est environ 10 000 fois plus rapide que la vitesse à laquelle la roche du manteau "coule".
Le mouvement se produit non seulement horizontalement, comme le font les plaques terrestres, mais aussi verticalement, avec les roches qui montent et qui descendent dans le cadre de ce qu'on appelle la convection. Le processus de convection a été découvert par le comte Rumford à la fin du 18e siècle. 60 ans plus tard, un pasteur anglais, Osmond Fisher, a eu l'intuition que l'intérieur de la Terre était peut-être liquide et que les choses pouvaient se déplacer librement à l'intérieur, mais cette idée a mis du temps à être acceptée.
Quand les géologues ont réalisé que le sous-sol était un véritable bazar, vers 1970, ça a été un choc. Shauna Vogel a écrit dans son livre "Naked Earth: The New Geophysics": "C'était comme si les scientifiques avaient mis des décennies à découvrir les couches de l'atmosphère terrestre, la troposphère, la stratosphère, etc., et qu'ils avaient soudain découvert le vent."
Depuis, la profondeur du processus de convection est un sujet de débat. Certains disent qu'il commence à 650 kilomètres de profondeur, d'autres à plus de 3000 kilomètres. James Trefil pense que le problème vient de "deux ensembles de données provenant de deux disciplines différentes, qui sont incompatibles". Les géochimistes disent que certains éléments à la surface de la Terre ne peuvent pas provenir du manteau supérieur, mais doivent provenir de plus loin à l'intérieur de la Terre. Il faut donc que les matières du manteau supérieur et du manteau inférieur se mélangent, au moins de temps en temps. Les sismologues disent qu'il n'y a aucune preuve de ça.
On ne peut donc que dire qu'en allant vers le centre de la Terre, on quitte l'asthénosphère à un moment donné, et on entre dans le manteau. Le manteau représente 82 % du volume de la Terre et 65 % de sa masse. On n'en parle pas assez, parce que les scientifiques et le grand public s'intéressent soit aux choses qui se passent en profondeur, comme le champ magnétique, soit aux choses qui se passent près de la surface, comme les tremblements de terre. On sait qu'à environ 150 kilomètres de profondeur, le manteau est principalement composé d'une roche appelée la péridotite, mais on ne sait pas ce qu'il y a en dessous, jusqu'à 2650 kilomètres. Un article de la revue "Nature" dit que ce n'est probablement pas de la péridotite. On n'en sait pas plus.
Sous le manteau, il y a deux noyaux : un noyau interne solide et un noyau externe liquide. On connaît la nature des deux noyaux de façon indirecte, mais les scientifiques peuvent faire des hypothèses raisonnables. Ils savent que la pression au centre de la Terre est énorme, environ 3 millions de fois supérieure à la pression à la surface, ce qui suffit à rendre la roche solide. Ils savent aussi, grâce à l'histoire de la Terre, que le noyau est très doué pour conserver sa chaleur. On pense que la température du noyau n'a baissé que d'une centaine de degrés Celsius au cours des 4 milliards d'années. On ne sait pas quelle est la température du noyau, mais on estime qu'elle est comprise entre 4000 et 7000 degrés Celsius, ce qui est à peu près la température de la surface du soleil.
Le noyau externe est moins bien compris, même si on pense qu'il est liquide et qu'il est à l'origine du champ magnétique. En 1949, E.C. Bullard de l'université de Cambridge a proposé une théorie selon laquelle la partie liquide du noyau tourne d'une certaine manière, ce qui crée le champ magnétique de la Terre. Il pensait que le liquide qui est en convection à l'intérieur de la Terre jouait en quelque sorte le rôle du courant électrique dans un fil. On ne sait pas comment ça marche exactement, mais on est à peu près sûr que la formation du champ magnétique est liée à la rotation du noyau et au fait qu'il est liquide. Les objets qui n'ont pas de noyau liquide, comme la Lune et Mars, n'ont pas de champ magnétique.
On sait que la force du champ magnétique terrestre change constamment. À l'époque des dinosaures, elle était trois fois plus forte qu'aujourd'hui. On sait aussi qu'elle s'inverse en moyenne tous les 500 000 ans, même si cette moyenne cache une grande part d'imprévisibilité. La dernière inversion a eu lieu il y a environ 750 000 ans. Parfois, il ne se passe rien pendant des millions d'années, la plus longue période de stabilité ayant duré 37 millions d'années. Parfois, il y a une inversion tous les 200 000 ans. Au cours des 10 derniers millions d'années, le champ magnétique terrestre s'est inversé environ 200 fois, et on ne sait pas pourquoi. C'est considéré comme "le plus grand problème non résolu des sciences de la Terre".
On est peut-être en train de vivre une inversion en ce moment. Au cours du siècle dernier, le champ magnétique terrestre a diminué d'environ 6 %. La diminution de la force du champ magnétique pourrait être une mauvaise nouvelle, parce qu'en plus de faire fonctionner les réfrigérateurs et de faire pointer les boussoles dans la bonne direction, le champ magnétique joue un rôle important dans le maintien de la vie. L'espace est rempli de rayons cosmiques dangereux, et sans la protection du champ magnétique, ces rayons cosmiques traverseraient nos corps et déchireraient notre ADN. Si le champ magnétique fonctionne correctement, ces rayons sont bloqués et repoussés dans deux zones de l'espace appelées les ceintures de Van Allen. Ils interagissent aussi avec les particules dans la haute atmosphère, ce qui crée les magnifiques aurores boréales et australes.
On est ignorants en grande partie parce qu'on n'a jamais fait beaucoup d'efforts pour coordonner ce qui se passe au-dessus de la Terre avec ce qui se passe à l'intérieur de la Terre. Shauna Vogel a dit que les géologues et les géophysiciens vont rarement aux mêmes conférences et collaborent rarement sur les mêmes problèmes.
Peut-être que ce qui illustre le mieux notre manque de connaissance de la dynamique interne de la Terre, c'est les erreurs qu'on fait quand cette dynamique cause des problèmes. Il est difficile d'imaginer un exemple qui illustre mieux nos connaissances limitées que l'éruption du mont Saint Helens dans l'État de Washington en 1980.
Les 48 États continentaux des États-Unis n'avaient pas vu d'éruption volcanique depuis 65 ans. La plupart des volcanologues du gouvernement qui ont été appelés pour surveiller et prédire l'activité