Produit par l’effet dynamo issu des mouvements de convection du noyau terrestre, le champ géomagnétique entoure la Terre d’un bouclier protecteur, nous protégeant notamment des particules énergétiques du vent solaire frappant continuellement notre planète. Aujourd’hui, dans certaines zones du globe, le champ magnétique est à son plus bas ; de tels affaiblissements posant des problèmes techniques pour les agences spatiales. Mais que se passerait-il si le champ géomagnétique s’affaiblissait au point de disparaître ?
Que se passerait-il si le champ magnétique terrestre disparaissait ? Un plus grand nombre de particules solaires chargées bombarderait la planète, mettant les réseaux électriques et les satellites en danger et augmentant l’exposition humaine à des niveaux plus élevés de rayonnement ultraviolet cancérigène.
En d’autres termes, un champ magnétique manquant aurait des conséquences problématiques, mais pas forcément apocalyptiques, du moins à court terme. Et c’est une bonne nouvelle, car depuis plus d’un siècle, il s’affaiblit. Même maintenant, il existe des endroits particulièrement fragiles, comme l’anomalie de l’Atlantique Sud dans l’hémisphère sud, qui provoquent des problèmes techniques pour les satellites en orbite basse.
Champ géomagnétique : un produit de l’activité terrestre interne
La première chose à comprendre à propos du champ magnétique est que, même s’il s’affaiblit, il ne disparaîtra pas — du moins pas avant des milliards d’années. La Terre doit son champ magnétique à son noyau externe en fusion, composé principalement de fer et de nickel. Le noyau externe est alimenté par la convection de chaleur libérée, tandis que le noyau interne se développe et se solidifie (le noyau interne grossit d’environ un millimètre par an).
Ce moteur à champ magnétique, connu sous le nom de dynamo, fonctionne depuis des milliards d’années. Les scientifiques pensent que la configuration actuelle du noyau a été fixée il y a environ 1.5 milliard d’années, selon une étude de 2015 qui a révélé un bond dans la force du champ magnétique à cette époque. Mais des chercheurs ont trouvé des preuves d’un champ magnétique sur Terre dans les minéraux les plus anciens de la planète, les zircons, datant de 4.2 milliards d’années, ce qui suggère que l’activité dans le noyau crée du magnétisme depuis très longtemps.
On ne sait pas pourquoi la dynamo a commencé, bien qu’il soit possible que l’énorme impact planétaire à l’origine de la Lune ait été le principal moteur. Cet impact, qui s’est produit peut-être 100 millions d’années après que la Terre se soit formée, aurait pu ébranler toute stratification, ou superposition, de matériaux dans le noyau de la Terre. Cette perturbation aurait pu favoriser la convection qui anime encore aujourd’hui la dynamo terrestre. Finalement, le noyau interne deviendra probablement suffisamment grand pour que la convection dans le noyau externe ne soit plus efficace, et le champ magnétique s’effondrera.
Rayonnements et impacts technologiques
À quoi ressemblerait notre monde avec un champ magnétique minimal, voire inexistant ? Tout d’abord, les boussoles ne fonctionneraient plus. Elles pointeraient vers les régions les plus intenses du champ magnétique, et cela pourrait être n’importe où. Les aurores polaires seraient visibles depuis les latitudes inférieures, car ces spectacles colorés sont le résultat de l’interaction entre les particules chargées provenant du Soleil (vent solaire) et la magnétosphère terrestre.
Actuellement, ces aurores apparaissent près des pôles, suivant les lignes de champ magnétique nord-sud de la Terre, mais un champ plus faible permettrait aux particules de pénétrer dans l’atmosphère terrestre, éclairant le ciel plus près de l’équateur. Les conditions de l’anomalie de l’Atlantique Sud pour les satellites pourraient devenir communes dans le monde entier, ce qui entraînerait des problèmes techniques.
Les particules solaires peuvent impacter l’électronique, perturbant des bits de mémoire dans ce que l’on appelle des perturbations à événement unique (ou SEU). Lorsque les particules solaires interagissent avec la couche chargée de l’atmosphère terrestre appelée ionosphère, elles libèrent également les électrons de leurs orbites moléculaires. Ces électrons libres interfèrent alors avec la transmission des ondes radio haute fréquence utilisées pour la communication.
Un changement radical… Mais sans disparition de la vie
Les interactions entre le vent solaire et l’atmosphère terrestre peuvent également décomposer la couche d’ozone au fil du temps, ce qui augmenterait l’exposition collective de l’humanité aux rayons ultraviolets et augmenterait les risques de cancer de la peau. Bien que ce ne serait probablement pas catastrophique pour la vie, il y aurait une dose de rayonnement beaucoup plus élevée sur le sol sans champ magnétique.
Il y a peu de preuves que les variations passées du champ magnétique ont eu un impact sur la vie sur Terre. Pourtant, le champ magnétique a sans aucun doute façonné la surface de la Terre, aidant à empêcher l’atmosphère fragile de la planète d’être soufflée dans l’espace par la force implacable du vent solaire. Un champ magnétique n’est pas crucial pour avoir une atmosphère ; Vénus n’a pas de champ magnétique et possède une atmosphère dense, bien que peu accueillante. Mais il agit certainement comme une couche protectrice supplémentaire.
Mars, qui avait autrefois un champ magnétique, mais qui l’a perdu il y a environ 4 milliards d’années, a vu son atmosphère presque entièrement dépouillée. Et s’il y avait un moyen de donner à la Lune une atmosphère semblable à la Terre, le vent solaire la réduirait à néant en un siècle à peine.
L’électron est une particule élémentaire qui, avec les protons et
les neutrons, constitue les atomes. C’est donc l’un des composants
principaux de la matière baryonique. À ce titre, il revêt... [...]