Composition du manteau et du noyau
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La composition chimique du manteau est-elle homogène, varie-t-elle avec la profondeur ?
Comment avoir accès à la composition du noyau ?
- absence de discontinuités majeures dans la structure du manteau ;
- hausse de la vitesse de propagation proportionnelle à l'augmentation de la profondeur.
Ce fait montre des changements dans la structure des minéraux du manteau (c'est-à-dire des péridotites et des pyroxènes). Il y a donc un changement de densité et non de composition. De plus, des expériences réalisées à température et pression élevées (conditions comparables à celles existant naturellement) sur des péridottites et pyroxènes ont permis de montrer que ces minéraux se modifient et deviennent plus compacts ; en conséquence seule la structure du réseau cristallin est modifiée. Donc la composition chimique des minéraux demeure inchangée.
Ainsi, il est supposé actuellement que la composition chimique du manteau profond est proche de celle du manteau supérieur, c'est-à-dire un mélange de péridotites, comme l'olivine, et de pyroxène.
Il faut tout d'abord se rappeler ici que la Terre primitive s'est formée par un phénomène d'accrétion. L'analyse de météorites, et plus particulièrement des chondrites, donne une idée de la composition de la Terre avant sa différenciation. En effet, les chondrites sont riches en fer (35,8 % sous forme d'oxyde de fer, FeO). Par ailleurs, on sait aujourd'hui que la croûte et le manteau supérieur n'en contiennent que très peu (6 % au niveau des péridotites), ce qui permet de suggérer que le fer, élément lourd, se retrouve principalement vers le centre de la Terre, au niveau du noyau.
De plus, on connaît les densités et masses respectives de chaque couche de la Terre. La masse de la croûte étant négligeable, on considère que la répartition des masses se fait de la façon suivante : 67 % dans le manteau et 33 % dans le noyau.
En tenant compte de tous ces éléments, à savoir de la teneur en fer des chondrites et du manteau, des densités et des masses des couches, les géophysiciens ont calculé la teneur en fer du noyau, à l'aide de calculs précis, et ont établi la composition du noyau par comparaison et déduction : ainsi, on considère actuellement que le noyau est essentiellement formé de fer et de nickel.
La composition du manteau profond peut être
estimée avec une assez bonne précision tandis
que celle du noyau n'est accessible que par approche
indirecte et déductions.
L'exploitation des phénomènes naturels permet
de connaître la composition du manteau profond. En
effet, la pénétration des ondes sismiques
dans les couches inférieures suggère que la
structure est homogène. Sous l'effet de la
densité, les péridotites et les
pyroxènes changent de structure cristalline sans
modifications de leur composition chimique.
En revanche, la composition du noyau est
supposée, d'après la comparaison avec
les météorites et d'après des
déductions. On considère actuellement que le
noyau est essentiellement formé de fer et de
nickel.
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