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Depuis la dernière centaine d’années, le mécanisme à l’origine des variations affectant le pôle nord magnétique terrestre constitue une énigme pour les scientifiques. Chaque année, il se déplace vers le nord d’environ 48 km en moyenne. Cependant, deux géophysiciens ont récemment publié une étude dans laquelle ils identifient l’un des mécanismes probables à l’origine de ce déplacement magnétique rapide.

À cause de ce mouvement magnétique, le World Magnetic Model — qui traque le champ géomagnétique et informe les compas, le GPS pour smartphone et les systèmes de navigation embarqués sur les avions et les navires — est imprécis. Étant donné que la prochaine mise à jour de WMM n’était pas prévue avant 2020, l’armée américaine a demandé une mise à jour rapide sans précédent pour prendre en compte l’accélération du déplacement du nord magnétique.

Les auteurs de la nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience avancent une explication au mécanisme qui sous-tend ce déplacement et proposent ainsi des moyens de prédire sa trajectoire et ses changements de direction.

Des ondes magnétiques dans le noyau à l’origine des variations du champ géomagnétique

Le champ magnétique de la Terre existe grâce aux vortex convectifs de nickel et de fer liquides dans le noyau extérieur de la planète, à environ 2900 kilomètres sous la surface. Ancré dans les pôles magnétiques nord et sud (qui ont tendance à se déplacer et même à s’inverser tous les millions d’années environ), le champ géomagnétique voit son intensité et sa dynamique changer en fonction des mouvements convectifs.

variations champ magnetique

Graphiques présentant la dynamique du champ géomagnétique en fonction des différents événements de variation magnétique enregistrés au cours des dernières années. Des pics d’intensité sont corrélés à de fortes variations d’activité du noyau terrestre. Crédits : Julien Aubert & Christopher C. Finlay

Des changements périodiques et parfois aléatoires dans la distribution de ce métal liquide turbulent peuvent provoquer de fortes variations dans le champ magnétique. Ces variations géomagnétiques influent sur la migration du pôle magnétique nord et peuvent même le détourner loin de sa position.

Jusqu’à présent, prédire ces changements de champ magnétique a été un défi. Mais dans la nouvelle étude, les géophysiciens Julien Aubert et Christopher Finlay ont tenté de simuler les conditions physiques du noyau de la Terre en demandant à des superordinateurs d’effectuer des calculs sur environ 4 millions d’heures.

interieur noyau terre

Modèle de l’activité du noyau terrestre obtenu à partir de simulations informatiques. À l’interface des phases liquides de températures différentes, des ondes magnétiques sont générées et entraînent le déplacement rapide du pôle nord magnétique. Crédits : Aubert et al./IPGP/CNRS Photo library

Les chercheurs savaient que le mouvement de la chaleur de l’intérieur de la planète pourrait influencer le champ magnétique. En général, cela se produit à une vitesse d’environ 9 kilomètres par an. Mais ils ont constaté que, parfois, il y avait des poches de fer liquide dans le noyau, qui étaient beaucoup plus chaudes et légères que le fluide environnant. Si la différence entre ces phases de fluide chaudes et moins denses et leurs homologues plus froides et plus denses est suffisante, le liquide chaud peut monter très rapidement.

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Ce mouvement rapide déclenche ensuite des ondes magnétiques qui se propagent vers la surface du noyau, provoquant des secousses géomagnétiques. « Imaginez ces ondes comme des cordes vibrantes d’un instrument de musique » explique Aubert.

La stabilité cruciale du nord magnétique pour les systèmes de navigation

Garder un œil sur le nord magnétique est impératif pour les forces armées européennes et américaines car leurs systèmes de navigation reposent sur le WMM. Il en va de même pour les compagnies aériennes commerciales et les applications GPS pour smartphone, afin d’aider les pilotes et les utilisateurs à localiser leur emplacement et à naviguer en conséquence.

deplacement champ magnetique

Au cours de la dernière centaine d’années, les enregistrements ont montré un déplacement rapide du pôle nord magnétique terrestre vers le nord. Le Modèle Magnétique Mondial doit ainsi être régulièrement mis à jour afin d’assurer la précision des systèmes de navigation. Crédits : Tentotwo

Sur le même sujet : La variation du champ magnétique terrestre s’accentue bien plus rapidement que prévu

C’est pourquoi le British Geological Survey et la National Oceanic and Atmospheric Administration mettent à jour le WMM tous les cinq ans. La première mise à jour demandée par l’armée américaine a été effectuée le 4 février. Mais même avec ces mises à jour périodiques, les secousses géomagnétiques compliquent le maintien de la précision du modèle. Le nouveau modèle proposé par les chercheurs pourrait résoudre ce problème en aidant à prédire comment le champ magnétique de la Terre pourrait évoluer.

Le champ magnétique terrestre pourrait-il disparaître ?

Le champ magnétique terrestre protège l’atmosphère des rayonnements cosmiques. La disparition du champ magnétique entraînerait donc l’irradiation de la surface de la Terre. Mais selon Revenaugh, il est très peu probable que cela se produise, car le noyau de la Terre ne devrait jamais cesser de tourner.

Selon Revenaugh, un scénario probable impliquerait une inversion des pôles magnétiques, comme ce fut le cas il y a 780’000 ans. Lorsque de tels renversements se produisent (il y en a eu plusieurs dans l’histoire de la Terre), le champ magnétique chute à environ 30% de sa force totale, déclare-t-il.

Bien qu’un tel scénario ne soit pas au cœur des préoccupations, Revenaugh a ajouté qu’il était toujours important d’améliorer la compréhension de la dynamique du champ magnétique par les scientifiques. « Mieux nous pourrons le modéliser, mieux nous pourrons comprendre ce qu’il se passe » conclut-il.

Source : Nature Geoscience

7 Réponses

  1. Frédéric

    D’après mes cours de physique, le pôle nord d’un aimant est attiré par le pôle sud d’un autre. Dans la mesure où le pôle nord de l’aiguille d’un compas à pointe vers le nord géographique, cela voudrait dire que c’est un pôle sud magnétique qui se déplace et non nord. Je dis une bêtise ?

    Répondre
    • Cacou

      Les pôles du champ magnétique de la Terre sont inversés par rapport à ses pôles géographiques.
      Le pôle magnétique sud se trouve au pôle géographique nord.
      Par ailleurs, le pôle géographique est fixe, mais le pôle magnétique ne l’est pas car le champ magnétique de la Terre dépend du mouvement de son noyau.

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  2. CARLIER

    j’ai toujours pensé à la masse de la couche de glace, qui appuie sur la croûte terrestre au deux pôles, conformée le manteau comme un tore . Cette forme entraînant la forme du bouclier électromagnétique et les pôles . la fonte des glaces entraînant une diminution de cette masse, une répartition plus diffuse des mouvements du manteau et un pole magnétique de plus en plus faible et diffus.

    Répondre
  3. Olivier84

    Il n’y a pas moyen d’instaurer une taxe style taxe-carbone pour ralentir le mouvement de ce pole magnétique ? (Note aux pissent-froid : c’est de l’humour)

    Répondre
  4. Nick Santos

    Un livre écrit en 1963 par un dénommé Chan Thomas .
    Publié aux États Unis en 1965 et retiré de la vente en 1966 par la C.I.A.
    qui fut classé secret depuis.
    Jusqu’en 2016, cinquante ans plus tard,
    quand il fut déclassifié par l’acte de liberté de l’information.
    Ce livre qui a été censuré, a été remis a disposition,
    en PDF (Anglais) téléchargeable depuis le site de la C.I.A ,
    mais ce après avoir été ” Assaini ” (sanitised).
    Le livre original contenait 284 pages.
    Le PDF assaini de la C.I.A. n’en contient que 57.

    L’un des sujets abordés (entre autres) dans ce livre,
    le mouvement des pôles magnétiques, et leurs conséquences
    dévastatrice sur la Terre.
    Une lecture intéressante, (non fictive),
    et qui est, à mon goût, plutôt bien écrite.

    le lien :

    https://www.cia.gov/library/readingroom/document/cia-rdp79b00752a000300070001-8

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  5. François DELON

    A ma connaissance les GPS ne se repèrent pas avec le champ magnétique terrestre, mais avec les positions de satellites dédiés et de savants calculs liés à la théorie quantique. Excès de zèle d’un journaliste inattentif ?

    Répondre
    • Trust My Science
      Trust My Science

      Tout système GPS pour la navigation intègre également un compas (boussole) pour déterminer la direction ! Voici pourquoi le champ magnétique est aussi important pour les systèmes GPS (de navigation).

      Répondre

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