Par Laurent Sacco, Futura-Sciences
Il y a quelques années, Marvin Herndon
avait créé la polémique en proposant l'existence d'un
réacteur nucléaire naturel dans le noyau de la Terre. Celui-ci
devait alimenter en énergie la dynamo à l'origine du champ
magnétique terrestre. Deux chercheurs proposent aujourd'hui l'existence
d'un tel réacteur à la base du manteau.
L'idée d'un réacteur nucléaire
d'origine non humaine fonctionnant à l'intérieur de la Terre
peut sembler absurde. Pourtant, elle ne l'est pas... Il existe en effet
une preuve indiscutable que le phénomène est possible. Dans
la mine d'uranium d'Oklo, en République Gabonaise, ont été
retrouvés les résidus d'une réaction de fission nucléaire
auto-entretenue s'étant déroulée dans la roche il
y a environ 1,7 milliard d'années.
La découverte date de juin 1972, lorsque
l'on a constaté qu'une partie du minerai était anormalement
pauvre en 235U. Il fallut rapidement se rendre à l'évidence,
comme le montrèrent les analyses ultérieures: pendant plus
de 400.000 ans une série de petits réacteurs nucléaires
naturels avaient spontanément démarré puis fonctionné
pendant de longues périodes. Originellement dispersé dans
du grès, de l'uranium 235 s'était retrouvé rassemblé
dans certaines zones jusqu'à atteindre la concentration nécessaire
au démarrage de la fission. La présence de circulation d'eau
avait servi de modérateur et permis aux réactions en chaîne
de se produire lentement mais de façon stable.
D'Oklo à l'intérieur de la Terre en passant par Jupiter
En 1992, le chimiste nucléaire Marvin
Herndon avait proposé l'existence d'un réacteur nucléaire
naturel semblable à ceux d'Oklo à l'intérieur de Jupiter
et d'autres planètes géantes. On sait en effet que ces planètes
sont plus actives qu'on ne le pensait et qu'elles rayonnent plus d'énergie
qu'elles n'en reçoivent du Soleil. Il n'est pas sûr que la
simple contraction gravitationnelle selon le mécanisme de Kelvin-Helmoltz,
jointe à des processus de changement de phase, comme la condensation
de l'hélium, soient à l'origine d'un dégagement suffisant
d'énergie pour expliquer les observations.
Herndon avait ensuite étendu ses idées
au cas de la Terre en imaginant que l'énergie animant les courants
de convection dans le noyau n'était pas due uniquement à
la cristallisation lente et continue de la graine. La plupart des géophysiciens
et des géochimistes sont restés sceptiques, car il est difficile
de croire que le noyau ait pu s'enrichir suffisamment en éléments
radioactifs. En effet, selon la composition minéralogique et les
conditions physiques, certains éléments peuvent ou non se
retrouver associés dans une roche.
Une variante de cette idée vient d'être
relancée par le physicien Rob de Meijer de l'University of the Western
Cape, Cape Town (Afrique du Sud) et par le géochimiste Wim van Westrenen
de la Free University of Amsterdam. Ce ne serait pas dans le noyau mais
dans certaines zones à la base du manteau, juste au-dessus de l'interface
noyau-manteau, que de l'uranium pourrait s'être accumulé pour
former des réacteurs nucléaires naturels. |
Maud Boyet et Richard Carlson au travail. Crédit : Carnegie
Institution
Les deux chercheurs s'appuient sur une découverte
récente de Maud
Boyet et Richard Carlson selon laquelle le manteau de la Terre s'est
différencié plus rapidement que ce que l'on croyait. Basée
sur la comparaison des abondances de 142Nd, un isotope du néodyme,
dans les roches terrestres et les chondrites, cette percée dans
l'histoire de la Terre primitive implique justement qu'à la frontière
noyau-manteau devrait se trouver un réservoir riche en uranium,
thorium et potassium, des éléments radioactifs à longue
durée de vie dégageant de la chaleur.
Selon De Meijer et van Westrenen, l'uranium
pourraient facilement s'accumuler dans la perovskite riche en calcium
que l'on trouve à la base du manteau. La concentration à
atteindre pour obtenir une réaction en chaîne est encore 20
fois plus importante que ce qui semble possible dans ce silicate mais,
selon eux, l'écart n'est pas suffisamment grand pour exclure que
le phénomène puisse s'y produire. Les réacteurs nucléaires
du manteau, s'ils existent, pourraient même fonctionner comme des
surgénérateurs et produire du plutonium. En outre, les produits
des réactions contiendraient de l'hélium et du xénon,
ce qui pourrait expliquer des anomalies constatées dans les laves
remontant en surface au niveau des points chauds.
Comment savoir si cette théorie plutôt
spéculative est exacte? Peut-être grâce aux détecteurs
géants de neutrinos. Ces derniers en cartographiant un jour
les zones d'émissions d'antineutrinos à l'intérieur
de la Terre pourraient en effet permettre de localiser des régions
où les réactions de désintégrations radioactives
produisant ces particules sont particulièrement importantes.
Vue de l'une des zones des réacteurs naturels d'Oklo au Gabon.
Photo CEA/Hosatte
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CONTROVERSES
NUCLEAIRES !
