Le plus grand réservoir d’hydrogène sur Terre pourrait se cacher en son cœur

Le noyau terrestre contient jusqu’à 45 fois plus d’hydrogène que les océans, ce qui en fait le plus grand réservoir d’hydrogène de la planète, suggère une nouvelle étude.

Les chercheurs ont découvert que cette grande quantité d’hydrogène était entrée dans le noyau lors de sa formation il y a environ 4,5 milliards d’années et n’était pas arrivée via des comètes qui l’avaient frappé. Terre une fois le noyau établi. Cette découverte pourrait régler le débat sur le moment et la manière dont l’hydrogène a été livré à notre planète.

« Le fait que l’hydrogène sur Terre, y compris l’hydrogène dans le noyau, ait été livré lors de la formation de la planète est une hypothèse établie », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Dongyang Huangprofesseur adjoint à l’École des sciences de la Terre et de l’espace de l’Université de Pékin en Chine, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « Ce qui différencie la communauté, c’est le moment où l’hydrogène a été transporté tout au long de la formation terrestre. »

Ce débat se poursuit car l’hydrogène au plus profond de la Terre est extrêmement difficile à quantifier. L’hydrogène est l’élément le plus petit et le plus léger de l’univers, c’est pourquoi la plupart des techniques n’ont pas la résolution nécessaire pour le détecter correctement dans des environnements à haute pression et à haute température tels que le noyau terrestre.

Mais estimer la quantité d’hydrogène enfermée à l’intérieur du noyau est la clé pour comprendre comment l’hydrogène y est arrivé, a déclaré Huang.

Recherches antérieures a utilisé une technique appelée diffraction des rayons X pour estimer la quantité d’hydrogène dans le noyau terrestre. Cette méthode quantifie les minéraux et autres substances présentes dans un matériau en analysant la manière dont ce matériau diffuse les rayons X. Étant donné que le noyau terrestre est presque entièrement constitué de fer, les scientifiques ont ajouté de l’hydrogène à un échantillon de fer en laboratoire et ont mesuré l’expansion de la structure cristalline du fer pour calculer la quantité d’hydrogène qui pourrait être piégée à l’intérieur du noyau.

L’inconvénient de la diffraction des rayons X dans ce cas est qu’elle repose sur quelques hypothèses cruciales, a déclaré Huang. Premièrement, cela suppose que les chercheurs ont une compréhension précise des structures cristallines de fer et de la manière dont elles réagissent dans certaines conditions. Deuxièmement, cela suppose que le silicium et l’oxygène, tous deux présents dans le noyau, ne déforment pas la structure cristalline lorsqu’ils se dissolvent en fer – ce qui s’avère être le cas.

Pour la nouvelle étude, Huang et ses collègues ont utilisé une méthode alternative connue sous le nom de tomographie par sonde atomique. Cette technique peut « fournir une cartographie compositionnelle 3D à l’échelle nanométrique de tous les éléments du tableau périodique » et est « idéal pour les échantillons à haute pression », a déclaré Huang.

Les chercheurs ont simulé les conditions qui existaient probablement lors de la formation du noyau terrestre. Pour commencer, ils ont recouvert un minuscule échantillon de fer métallique avec du verre de silicate hydraté pour modéliser le noyau recouvert de magma. Ensuite, ils ont placé cet objet dans une cellule à enclume en diamant, un dispositif dans lequel deux cristaux de diamant se serrent l’un contre l’autre pour générer une pression extrême similaire à celle trouvée dans le noyau terrestre. Pour créer des conditions de température élevée, les scientifiques ont utilisé des lasers qui ont chauffé l’objet à environ 8 730 degrés Fahrenheit (4 830 degrés Celsius).

Les chercheurs ont utilisé la tomographie par sonde atomique dans ce contexte. Ils ont découvert que l’hydrogène, l’oxygène et le silicium se dissolvent simultanément dans les structures cristallines de fer dans des conditions extrêmes, altérant ainsi les cristaux d’une manière jusqu’alors inconnue.

Surtout, des quantités égales d’hydrogène et de silicium sont entrées dans le « noyau » à partir du « magma » dans l’expérience, ce qui a aidé les chercheurs à estimer que l’hydrogène représente 0,07 % à 0,36 % du noyau terrestre en poids.

Les résultats, publiés mardi 10 février dans la revue Communications naturellessuggèrent que le noyau terrestre contient 9 à 45 fois plus d’hydrogène que les océans de la planète. Si les comètes avaient livré de l’hydrogène à la Terre après la formation du noyau, l’hydrogène se trouverait principalement dans les couches les moins profondes de la Terre. Mais la découverte selon laquelle le noyau est le plus grand réservoir d’hydrogène de la Terre indique que l’hydrogène a été livré avant que le noyau ne soit complètement formé, a déclaré Huang.

« C’est la première fois que le mécanisme par lequel l’hydrogène pénètre dans le noyau est identifié », a-t-il déclaré.

Sources des articles

Huang, D., Murakami, M., Gerstl, S. et Liebske, C. (2026). Quantification expérimentale de la teneur en hydrogène du noyau terrestre. Communications naturelles. https://doi.org/10.1038/s41467-026-68821-6

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Anissa Chauvin

Je m'appelle Anissa, rédactrice passionnée au cœur battant pour Reveil Citoyen Media. Mon parcours, de la plume lycéenne aux salles de rédaction, est guidé par une curiosité insatiable et le désir ardent de révéler les vérités cachées. Chaque article que je rédige est une invitation à réfléchir, à questionner et, surtout, à agir pour un monde meilleur.