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La graine de la Terre serait née il y a 1 à 1,5 milliard d'années

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Le champ magnétique de la Terre permet à notre planète de garder son atmosphère et protège sa biosphère des rayons cosmiques. Selon une récente découverte, son intensité aurait augmenté rapidement il y a un peu plus d'un milliard d'années. L'événement signalerait le début de la formation de la graine de la Terre, la partie solide du noyau ferreux.

On voit sur cette image une coupe de la météorite Gibeon, une sidérite octaédrite classée IV A, trouvée en Namibie en 1836. La belle structure de ses figures de Widmanstätten et son excellent état de conservation en font la météorite la plus utilisée en bijouterie. Elle est surtout très précieuse pour les géologues car elle donne des indices sur l'aspect du noyau en fer et en nickel de la Terre. Ces météorites pourraient être des vestiges des noyaux de petites planètes. © L. Carion, carionmineraux.com

Après sa formation, la Terre s'est différenciée très rapidement - avec un noyau, un manteau et une croûte - à partir d'un matériau très proche de celui trouvé aujourd'hui dans certaines météorites appelées chondrites à enstatite. Ainsi, il n'aurait fallu que quelques dizaines de millions d'années pour qu'apparaisse un noyau de fer et de nickel liquide, prenant en sandwich avec la croûte le manteau de notre planète.

Toutefois, les chercheurs ne savent pas très bien si la géodynamo qui produit le champ magnétique de la Terre a commencé à fonctionner juste après la naissance du noyau. Ils ont tout de même trouvé des traces de l'existence de ce champ conservées dans des minéraux appartenant à des roches âgées de 3,6 milliards d'années découvertes en Afrique du Sud. Il est même possible que le bouclier magnétique de la Terre soit en place depuis plus de 4 milliards d'années si l'on prend au sérieux quelques indications ténues de sa présence, enregistrées par les fameux zircons australiens de Jack Hills.

Mars, de son côté, possédait bien un tel bouclier très précocement : vers 4,4 milliards d'années probablement - les scientifiques le savent depuis l'analyse de la météorite martienne ALH84001. Il n'y a donc aucune raison apparente pour que ce ne soit pas aussi le cas sur Terre.

Les recherches effectuées sur le paléomagnétisme ont une importance toute particulière pour les autres géosciences. © Chaîne IPGP, YouTube

Un groupe de chercheurs de l'université de Liverpool, au Royaume-Uni, vient cependant d'annoncer dans une publication du journal Nature la découvert d'une brusque augmentation de l'intensité du champ magnétique de la Terre dans les archives paléomagnétiques datées d'il y a environ 1 à 1,5 milliard d'années. Selon les chercheurs, ce saut dans la valeur du champ magnétique de la magnétosphère s'expliquerait par l'amorce de la formation de la graine de la Terre, la partie solide du noyau découverte par la danois Inge Lehmann. Précédemment, les estimations sur l'âge de l'apparition de cette graine, élément essentiel dans l'histoire de la Terre, variaient entre 0,5 et 2 milliards d'années.

Une géodynamo alimentée par la chaleur latente de cristallisation du fer

Pourquoi un tel saut dans l'intensité du champ magnétique ? Pour le comprendre il faut se rappeler que nous disposons de modèles de l'intérieur de la Terre ainsi que de simulations numériques de ce qui se passe à l'intérieur de notre globe. Ces modèles et simulations sont contraints par les observations des sismologues, les expériences de hautes pressions effectuées avec les cellules à enclumes de diamant et enfin la fameuse expérience VKS qui a permis de tester nos idées sur l'origine des inversions du champ magnétique de la Terre.

Il ne fait donc guère de doute que ce champ magnétique est engendré par des mouvements de convection turbulents dans la partie liquide du noyau, le tout en relation avec la rotation de notre planète. Mais, pour maintenir cette convection, il faut de l'énergie. On pense qu'elle provient en grande partie de la chaleur latente de cristallisation libérée dans le noyau par la formation de la graine. Si tel est bien le cas, on comprend bien pourquoi le début de ce phénomène a été concomitant avec des mouvements de convection plus vigoureux dans le noyau et donc avec la génération d'un champ magnétique plus intense.

La détermination de l'histoire de l'intensité du champ magnétique de la Terre peut sembler académique mais ce serait oublier son rôle important dans la protection des organismes vivants contre les rayons cosmiques et, surtout, dans le maintien d'une atmosphère. On a toutes les raisons de penser que Mars a perdu la sienne du fait de l'érosion atmosphérique produite par le vent solaire due à la perte de son bouclier magnétique.

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