Pourquoi les oscillations du noyau interne nous échappent-elles ?

Prévues depuis plus de soixante ans, les oscillations du noyau interne terrestre n’ont jamais été observées avec certitude. Deux études, impliquant des chercheurs d’ISTerre / OSUG [1], montrent que leur amortissement visqueux et magnétique est trop faible pour expliquer, à lui seul, cette absence de détection.

Au centre de la Terre, le noyau interne solide pourrait se déplacer légèrement dans le métal liquide qui l’entoure, notamment après un grand séisme. Rappelé vers sa position d’équilibre par la gravité, il oscillerait alors avec une période de quelques heures. Ces mouvements, appelés modes de Slichter, ont été prédits il y a plus de soixante ans, sans jamais avoir été observés avec certitude. Disparaîtraient-ils trop vite ? Nos deux études montrent que le freinage exercé par le liquide et le champ magnétique serait trop faible pour expliquer à lui seul cette absence de détection.

Pour estimer ce freinage, il faut comprendre comment le mouvement du noyau interne entraîne le métal liquide. Le déplacement de ce liquide conducteur dans le champ magnétique engendre des courants électriques qui dissipent de l’énergie en chaleur. Nous avons abordé ce problème de deux manières complémentaires. Une étude décrit les forces exercées sur une sphère solide oscillant dans un liquide conducteur en rotation, avec une théorie confrontée à des simulations. L’autre combine simulations des modes de Slichter et lois d’échelle pour estimer leur amortissement dans le noyau terrestre.

Dans le noyau liquide, la dissipation magnétique domine largement la dissipation visqueuse, mais reste faible : selon le mode, le temps d’amortissement est de quatre à seize ans, contre plusieurs siècles pour la viscosité. Une étude antérieure avait estimé à environ un an le temps d’amortissement lié aux déformations anélastiques des régions solides. Si cette estimation se confirme, cet amortissement dominerait alors. Ces durées restent très longues devant les quelques heures d’une oscillation. La non-détection pourrait donc tenir à une excitation trop faible ou à la sensibilité des instruments. Si ces mouvements étaient un jour observés, leurs périodes nous renseigneraient sur le contraste de densité entre les deux parties du noyau, à plus de 5 000 kilomètres sous nos pieds.

Référence

Cébron, D. et Personnettaz, P. (2026). Magnetohydrodynamic drag on an oscillating sphere in a rotating spherical cavity. Journal of Fluid Mechanics, 1045, A13. https://doi.org/10.1017/jfm.2026.12095

Personnettaz, P., Cébron, D., Schaeffer, N., Deguen, R. et Mandea, M. (2026). Ohmic and viscous damping of inner core translational oscillations. Earth and Planetary Science Letters, 690, 120156. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120156

Cette actualité a été initialement publiée par le CNRS TERRE & UNIVERS.