Le champ magnétique terrestre entoure notre planète, agissant comme un champ de force invisible et protégeant les organismes vivants contre les vents solaires. Ce champ magnétique n’est pas constant et est donc sujet à des changements continus. Quels sont les éléments qui mènent à penser que ce dernier est sur le point de s’inverser ? Quelles en seront les conséquences ?
L’histoire de la planète Terre comprend au moins plusieurs centaines d’inversions du champ magnétique terrestre. Lors de ces périodes de perturbation, le champ magnétique s’affole et les pôles magnétiques nord et sud se déplacent sur toute la surface du globe, jusqu’à permuter : il s’agit d’une inversion. Notez également qu’il peut arriver qu’à la fin de cette période de perturbation, les pôles reprennent leur positions initiales, dans ce cas il s’agirait alors d’une excursion, et non d’une inversion.
Alors, pour quand est prévue la prochaine inversion du champ magnétique terrestre ? Et comment est-ce que ce changement va-t-il affecter la vie sur Terre ?
Pendant une inversion, le champ magnétique ne sera pas nul, mais sera plus faible et plus complexe. Il peut tomber à 10 % de sa force actuelle et posséder des pôles magnétiques à l’équateur ou même présenter une existence simultanée de multiples pôles « nord » et « sud ». Les inversions géomagnétiques se produisent quelques fois tous les un million d’années en moyenne. Cependant, la fréquence des inversions est très irrégulière. Par exemple : il y a 72 millions années (Ma), le champ s’est inversé cinq fois en un million d’années. Il y a 54 Ma et ce pendant 4 Ma, dix inversions se sont produites. Ou encore il y a 24 Ma, durant 3 Ma, 13 inversions sont survenues.
La dernière inversion complète est celle de Brunhes-Matuyama, qui s’est produite il y a environ 781’000 ans. La dernière excursion, quant à elle, se nomme l’excursion Laschamp et s’est produite il y a environ 41’000 ans.
Mais serait-ce qu’une « panne électrique » ? Ou s’agirait-il de quelque chose de plus grave ?
L’altération du champ magnétique lors d’une inversion va clairement affaiblir son effet de bouclier, permettant au rayonnement solaire de venir frapper avec plus de violence la surface de la Terre. Si cela se produisait aujourd’hui, l’augmentation des particules chargées dans les vents solaires atteignant la Terre, entraînerait une augmentation des risques pour les satellites, l’aviation et l’infrastructure électrique terrestre en général. Les tempêtes géomagnétiques, causées par l’interaction d’éruptions anormalement importantes d’énergie solaire avec notre champ magnétique, nous révèlent déjà un aperçu de ce à quoi nous pourrions nous attendre avec un bouclier magnétique affaibli.
En 2003, la tempête solaire d’Halloween a causé des pannes locales d’électricité en Suède, ce qui a conduit à devoir réacheminer certains vols afin d’éviter d’éventuelles pannes de communication ainsi que des risques de rayonnement. Cette tempête avait également perturbé les satellites et les systèmes de communication. Pourtant, il ne s’agissait que d’une tempête mineure, par rapport à d’autres tempêtes ayant eu lieu par le passé, comme par exemple la tempête solaire de 1859, qui avait provoqué des aurores polaires jusque dans les Caraïbes. Elle est considérée jusqu’à présent comme la plus violente des tempêtes solaires jamais enregistrée.
L’impact d’une tempête solaire majeure sur l’infrastructure électronique d’aujourd’hui n’est pas entièrement connu. Bien entendu, chaque instant sur Terre sans électricité, chauffage, climatisation, GPS ou Internet, aurait une incidence majeure en termes de perturbations économiques, (estimées à plusieurs dizaines de milliards de dollars par jour). En ce qui concerne la vie sur Terre et l’impact direct d’une inversion des pôles, nous ne pouvons pas non plus prédire définitivement et avec précision ce qui se passera, vu que les humains modernes n’existaient pas au moment de la dernière inversion complète des pôles.
Plusieurs études ont essayé de relier les événements des inversions passées à des extinctions de masse, suggérant que certaines inversions ainsi que des épisodes prolongés d’activités volcaniques pourraient être causés par un phénomène commun. Cependant, il n’existe pas de preuve impliquant un cataclysme volcanique imminent. Donc si les pôles devaient bel et bien s’inverser prochainement, nous ne devrons normalement faire face qu’à l’impact électromagnétique.
Il existe cependant de nombreuses espèces animales possédant une forme de magnétoception, un sens qui leur permet de sentir et détecter un champ magnétique (ainsi que de percevoir sa direction et sa position). Ce sens a été observé chez toutes sortes d’êtres vivants tels que des bactéries, certains invertébrés (comme le homard), mais également chez certaines espèces d’oiseaux, de tortues ou encore de requins. Certains de ces animaux utilisent ce sens pour faciliter leur navigation sur de longues distances, lors de la migration. Mais pour le moment, nous ne savons pas non plus précisément quelles conséquences une telle tempête solaire aurait sur ces espèces.
Mais ce qui est certain si cela peut rassurer, c’est que la vie en soit, a survécu aux centaines d’inversions du champ magnétique qui se sont déjà produites.
Pouvons-nous prédire une inversion du champ magnétique terrestre ?
En se basant sur les éléments que nous connaissons concernant les précédentes inversions, certains scientifiques ont suggéré que le champ magnétique terrestre pourrait s’inverser dans les 2000 prochaines années. Mais définir une date exacte sera très difficile (du moins pour le moment).
Le champ magnétique de la Terre a son origine à l’intérieur du noyau liquide (le noyau externe) de notre planète, par le lent brassage du fer fondu (par un mécanisme de dynamo auto-excitée). Tout comme l’atmosphère et les océans, la manière dont il se déplace, est régie par les lois de la physique. De ce fait, nous devrions être en mesure de prédire la « météo du noyau » en suivant ce mouvement, tout comme nous le faisons pour les prédictions météorologiques. Une inversion devrait pouvoir être assimilée à un type particulier de tempête au sein du noyau, là où la dynamique et le champ magnétique se déchaîneraient sur une certaine période de temps, avant de se calmer à nouveau.
Mais la difficulté de prédire la météo au-delà de quelques jours est bien connue. Donc, effectuer des prédictions quant au noyau terrestre est encore bien plus compliqué, d’autant plus que ce dernier se situe à 3000 kilomètres sous la surface de la Terre, limitant fortement les possibilités d’effectuer des observations directes et indirectes.
Malgré ces obstacles, nous connaissons cependant des éléments importants tels que la composition principale du matériau à l’intérieur du noyau et le fait qu’il soit liquide. Un réseau mondial d’observatoires terrestres et de satellites en orbite, mesurent également les changements du champ magnétique, nous offrant un aperçu de la façon dont le noyau liquide se déplace.
La découverte récente d’un courant-jet dans le noyau terrestre met en évidence notre ingéniosité et notre capacité croissante à mesurer et à inférer la dynamique du noyau. C’est grâce à des simulations numériques ainsi qu’à des expériences en laboratoire que nous pouvons en comprendre davantage sur la dynamique des fluides à l’intérieur de la planète.