Avant de s’inverser, le champ magnétique de la Terre baisse en intensité à grande vitesse à l’échelle géologique. Or, ces 3.000 dernières années, il a perdu quelque 30 % de sa force. Pourtant les chercheurs affirment aujourd’hui que le phénomène n’annonce pas une prochaine inversion. © helenos, Adobe Stock
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Le champ magnétique de la Terre pourrait s’inverser 10 fois plus vite qu’on le pensait !

ActualitéClassé sous :Géologie , inversion magnétique , geodynamo

Le champ magnétique terrestre n'est pas immuable. Il évolue. Il va jusqu'à s'inverser, parfois. Et selon de récents travaux, le processus est même beaucoup plus rapide que le pensaient les chercheurs jusqu'à présent.

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[EN VIDÉO] Le géomagnétisme, ou les secrets du magnétisme de la Terre  Le magnétisme partout présent sur Terre fascine les Hommes depuis longtemps. Avant que son origine ne soit comprise, la fidélité de l'aiguille de la boussole, mais aussi ses étranges fantaisies, ont été exploitées. Des chercheurs de l'Institut de physique du Globe de Paris, l’IPGP nous expliquent cette science, le géomagnétisme, qui recèle encore bien des mystères. 

Le champ magnétique qui entoure la Terre nous est précieux. Il nous protège des rayonnements cosmiques et des vents solaires. Il est généré par les mouvements du fer en fusion qui constitue le noyau de notre Planète. À quelque 2.800 kilomètres sous sa surface. Et il nous semble immuable.

Les scientifiques savent pourtant que ce n'est pas le cas. Le champ magnétique terrestre change en permanence. Assez régulièrement dans l'histoire de notre Terre, il s'est même inversé. Le pôle Nord magnétique se déplaçant alors jusqu'au pôle Sud géographique et vice versa. La dernière fois qu'une telle inversion a été enregistrée, c'était il y a environ 780.000 ans. Une inversion qui ne s'est pas faite du jour au lendemain. Mais en plusieurs milliers d'années, estiment les chercheurs.

Les travaux des chercheurs montrent que les changements de direction du champ magnétique terrestre les plus rapides sont associés à un affaiblissement local de ce champ magnétique. Cela a été remarquablement le cas il y a 39.000 ans. Un affaiblissement du champ magnétique de la Terre sur la côte ouest de l’Amérique centrale est associé à un changement dans la direction de ce champ magnétique de 2,5° par an. © Nasa Goddard Space Flight Center, Flickr, CC by-2.0

Des simulations pour plus de précision

De nouveaux travaux suggèrent toutefois aujourd'hui que des changements dans le champ magnétique terrestre peuvent intervenir beaucoup plus rapidement : jusqu'à dix fois plus rapidement, c'est-à-dire jusqu'à 10° par an. Aujourd'hui, les satellites permettent de mesurer et d'enregistrer avec précisions les changements qui apparaissent au niveau du champ magnétique de la Terre. Mais les conclusions des chercheurs sur le passé de notre Planète sont basées sur des observations de coulées de lave et de sédiments marins, notamment. Car ceux-ci se posent comme des gardiens de la mémoire du champ magnétique terrestre.

Pour plus de précision, pour déterminer ce qui a pu se jouer jusqu'au noyau de notre planète, les chercheurs de l'université de Leeds (Royaume-Uni) et de l'université de Californie à San Diego (États-Unis) ont également compté sur des simulations des mécanismes physiques liés à la génération de champs magnétiques. Des simulations qu'ils ont combinées avec une reconstruction récente des variations du champ magnétique de notre Terre sur les 100.000 années qui viennent de s'écouler. Elles montrent des changements rapides dans le champ magnétique terrestre associé à un affaiblissement local dudit champ magnétique.

Pour en savoir plus

Non, le champ magnétique de la Terre ne va pas bientôt s’inverser

La rumeur court depuis quelque temps. Le champ magnétique de notre bonne vieille Terre serait sur le point de s'inverser. Avec les conséquences que nous pouvons imaginer. Mais aujourd'hui, des chercheurs nous assurent qu'il n'y a en réalité pas grand-chose à craindre dans l'immédiat.

Article de Nathalie Mayer paru le 03/05/2018

À plusieurs reprises dans son histoire, le champ magnétique de notre Terre s'est littéralement inversé. Certains pensaient même qu'un tel bouleversement était sur le point de se reproduire. Mais une équipe européenne de chercheurs affirme aujourd'hui que même si notre champ magnétique connaît une réelle baisse de forme, il n'est pas prêt pour une inversion.

En effet, si une diminution -- et même à terme, une annulation -- de l'intensité du champ magnétique constitue un préalable nécessaire à une inversion, elle peut également s'inscrire dans le cadre d'une simple excursion géomagnétique. Une période au cours de laquelle le champ magnétique terrestre s'effondre -- comme s'il allait s'inverser -- avant de retrouver sa polarité normale.

Si certains chercheurs écartent la possibilité d’une prochaine inversion géomagnétique, d’autres remarquent qu’aucune preuve d’arrêt ou même de ralentissement de l’affaiblissement de notre champ n’a encore été apportée. D’autant que l’origine du phénomène reste mystérieuse. © Petrovich12, Fotolia

Ni inversion ni même excursion

Pour en avoir le cœur net, notre équipe a modélisé les deux dernières excursions géomagnétiques connues : celle de Laschamp, il y a 41.000 ans et celle de Mono Lake, il y a 34.000 ans. Résultat : une structure et une intensité de champ similaires à celles d'aujourd'hui. Mais des anomalies de champ beaucoup plus marquées que celles que présente à ce jour l'Atlantique Sud.

Le champ magnétique terrestre ne devrait donc connaître prochainement ni inversion ni même excursion. « Nos travaux suggèrent plutôt qu'il se rétablira tout simplement, sans avoir à subir d'évènement extrême », note Richard Holme, professeur de géomagnétisme à l'université de Liverpool (Royaume-Uni).

 


Le champ magnétique de la Terre pourrait s'inverser dans 1.500 ans

La Terre a connu récemment deux « excursions géomagnétiques », aujourd'hui mieux connues grâce aux travaux de chercheurs français du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE). Sans qu'il y ait de certitudes, les résultats obtenus suggèrent l'hypothèse d'une inversion prochaine de la polarité du champ magnétique de notre planète. Au rythme de la décroissance du champ magnétique depuis plus d'un siècle, l'inversion pourrait survenir dans 1.500 ans.

Article de Laurent Sacco paru le 28/02/2014

La découverte des inversions magnétiques a eu lieu voilà plus de 100 ans grâce au géophysicien Bernard Brunhes. Mais c'est vraiment à partir des années 1960 que l'on va saisir toute la portée de cette découverte, qui conduira à un changement de paradigme dans les sciences de la Terre : la théorie de la tectonique des plaques. L'étude du paléomagnétisme n'a cessé de se développer depuis, car elle permet de plonger dans les archives de la Terre et de les décoder en conjonction avec d'autres disciplines comme la sédimentologie, la paléogéographie ou la paléoclimatologie.

L'origine des inversions magnétiques est de mieux en mieux comprise. On arrive même à simuler le phénomène en laboratoire, comme le prouve l'expérience VKS. On cherche à déterminer aussi leur influence sur l'évolution de la biosphère. En effet, le champ magnétique de la Terre nous protège des rayons cosmiques. Avant une inversion, ce champ s'affaiblit, ce qui veut dire que le taux de rayons augmente à la surface de la planète. On pourrait donc imaginer qu'il fait aussi augmenter le nombre de mutations génétiques. Une conséquence nettement mieux définie de l'affaiblissement du bouclier magnétique de la Terre concerne la couche d'ozone. Normalement, elle protège en grande partie la biosphère des UVB. Mais si la magnétosphère s'affaiblit, la quantité de rayons cosmiques (en particulier les protons en provenance du Soleil) qui atteint les couches hautes de l'atmosphère augmente. Ces particules vont déclencher des réactions chimiques en cascade qui aboutissent à la formation d'oxyde nitrique, lequel détruit la couche d'ozone.

Les laves, mémoires magnétiques de la Terre

Une équipe de chercheurs français du LSCE vient de publier un article concernant une nouvelle interprétation possible de la décroissance du champ magnétique de la Terre que l'on observe depuis 1840. Les observatoires du champ magnétique, mises en place au XIXe siècle, ont montré que l'intensité de ce champ diminue en moyenne de 5 % par siècle. À ce rythme, la composante dipolaire de la magnétosphère serait nulle dans 1.500 ans, ne laissant plus que la composante rémanente de la croûte terrestre.

Zoom sur les changements d’intensité du champ magnétique terrestre entre 48.000 et 30.000 ans, reconstitués à partir de plusieurs archives géologiques. Les points sont les données volcaniques (les nouveaux points du Massif central sont en rouge, ceux des Canaries en rose et de Nouvelle-Zélande en turquoise). En gris, la courbe continue à haute résolution sédimentaire Glopis-75, et en bleu et vert, celles dérivées du béryllium 10 et du chlore 36 dans les glaces du Groenland. © Insu, CNRS

Toutefois, on ne peut pas extrapoler aussi facilement cette évolution du champ magnétique de la Terre. En effet, la valeur actuelle de la composante dipolaire est la plus importante depuis environ 50.000 ans, et rien ne prouvait jusqu'à maintenant que cette tendance à la baisse ne pouvait pas changer rapidement. Pour en avoir le cœur net, les chercheurs ont réussi à dater de nouvelles coulées de lave dans la chaîne des Puys, dans le Massif central. Cela leur a permis de dater plus précisément et de façon plus solide deux excursions magnétiques bien connues des paléomagnéticiens : celle du puy de Laschamp et celle associée au lac Mono, en Californie, l'un des plus vieux lacs du monde avec un âge estimé à 700.000 ans et des eaux plus salées que la mer. Les dates de ces excursions sont maintenant évaluées respectivement à 41,3 ± 0,6 milliers d'années et 34,2 ± 1,2 milliers d'années, et l'intensité du champ magnétique valait alors seulement 10 % de sa valeur actuelle.

Une excursion géomagnétique en cours ?

Rappelons qu'une excursion géomagnétique traduit simplement une instabilité rapide du champ magnétique. Celui-ci baisse très vite à l'échelle géologique (dont l'unité est le million d'années), s'inverse, mais revient tout aussi rapidement à sa polarité initiale. Ce type d'instabilités est répertorié comme une excursion quand elle est reconnue en différents points du globe, et la découverte d'une trace de celle du lac Mono pour la première fois dans la chaîne des Puys ne fait qu'affermir son existence.

Il a été possible de corréler ces nouvelles données avec d'autres issues des sédiments marins et des glaces polaires. On trouve par exemple dans ces glaces des modulations des taux d'isotopes comme le béryllium 10 et le chlore 36. Ceux-ci sont directement liés aux modulations des rayons cosmiques frappant les noyaux de la haute atmosphère, et donc aux modulations de l'intensité du champ magnétique global de la Terre. Un schéma cohérent a émergé, montrant qu'entre les deux excursions, le champ magnétique s'était rétabli rapidement et possédait une intensité presque normale.

La conclusion principale que l'on peut tirer des travaux des chercheurs publiés dans Earth and Planetary Science Letters concerne la vitesse de décroissance de l'intensité du champ magnétique au moment de l'établissement de l'excursion de Laschamp. Elle est nettement plus élevée que celle mesurée lors d'une baisse comparable observée voilà environ 65.000 ans, mais à laquelle n'était associée aucune inversion magnétique. Sans pouvoir en être sûr, on peut donc penser que nous sommes bel et bien en train de nous diriger vers une excursion magnétique d'ici 1.500 ans.

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