Représentation du champ magnétique terrestre. © vchalup, Fotolia

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L'étrange anomalie magnétique de l'Atlantique Sud, le début d'une inversion magnétique ?

ActualitéClassé sous :Observation de la Terre , champ magnétique , Anomalie magnétique sud-atlantique

Une inversion magnétique des pôles de la Terre est-elle imminente ? Peut-être que oui... ou peut-être que non. Pour tenter de le savoir des paléomagnéticiens ont fouillé les archives des roches volcaniques de 34 éruptions passées sur l'île Sainte-Hélène, au cœur de l'anomalie magnétique de l'Atlantique Sud.

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Le phénomène d'inversion des pôles fascine et ce d'autant plus qu'il implique un fort affaiblissement temporaire de l'intensité du bouclier magnétique terrestre. Pourtant, les inversions magnétiques dont on a découvert l’existence il y a plus d’un siècle se sont produites de nombreuses fois dans l'histoire de la Terre et il n'existe aucune preuve convaincante que cela ait, à chaque fois, profondément modifié le climat ou la biosphère. Rien de vraiment particulier ne semble arriver au moment où le champ magnétique de la Planète bleue est au plus faible, au moins tant que cela reste très temporaire à l'échelle géologique, qui compte comme unité de temps le million d'années. Heureusement donc, Fusion, le film catastrophe de science-fiction britanno-américain réalisé par Jon Amiel et sorti en 2003, est destiné à rester sur les écrans.

La bande-annonce de Fusion, le film catastrophe de science-fiction britanno-américain. © Films Exclu

Toutefois, on constate depuis quelque temps une baisse de l'intensité globale du champ magnétique de la Terre et il y a débat pour savoir si c’est une indication de l’imminence d’une inversion magnétique. Si le phénomène se produisait de nos jours, il perturberait certainement notre civilisation technologiquement avancée, basée sur l'électricité, l'électronique et les satellites, notamment en cas d'une tempête solaire violente.

Nous comprenons plutôt bien que le champ magnétique de la Terre est le produit conjoint de sa rotation et de la convection turbulente de la partie de son noyau en alliage de fer et de nickel qui est liquide. L'expérience VKS (Von Karman Sodium) permet même de reproduire la dynamo autoexcitatrice ainsi produite et les inversions magnétiques, mais nous ne savons pas encore en tirer des prédictions fines sur l'évolution de la magnétosphère comme on le ferait pour le climat et l'atmosphère, bien que l'on ait tout de même réussi quelques prouesses dans cette direction.

Une carte de la Terre montrant l'écart actuel par rapport à la direction attendue du champ magnétique. Les écarts importants sont en jaune-orange et les petits écarts sont en bleu. L'étoile est l'île Sainte-Hélène, qui est au cœur de l'anomalie. La ligne grise montre le contour de la zone sismique qui est plus chaude que le reste du manteau. © Dr Yael Engbers, université de Liverpool

L'anomalie magnétique de l'Atlantique Sud et la mémoire du volcan de Sainte-Hélène

Depuis quelque temps, certains se sont demandé si la célèbre anomalie magnétique de l'Atlantique Sud, dont Futura avait parlé dans le précédent article ci-dessous, n'était pas un signe précurseur de l'inversion des pôles magnétiques. Rappelons qu'il s'agit d'une région de l'Atlantique où l'on constate un affaiblissement significatif de l'intensité du champ magnétique de la Terre qui normalement est grossièrement dipolaire, comme celui d'une barre aimantée en matériaux ferromagnétiques. On constate aussi qu'elle est associée à des dysfonctionnements des satellites proches, au-dessus de cette région.

Pour tenter de mieux comprendre la nature et la signification de cette anomalie, des paléomagnéticiens ont fouillé les archives géomagnétiques de la Terre conservées dans des roches volcaniques émises sur l'île Sainte-Hélène qui se trouve au milieu de l'anomalie de l'Atlantique Sud. Ils viennent de publier les résultats de leurs travaux dans un article des célèbres Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 

Voici ce qu'en dit Yael Engbers, doctorante à l'université de Liverpool et auteure principale de l'article de PNAS : « Notre étude fournit la première analyse à long terme du champ magnétique dans cette région datant de plusieurs millions d'années. Elle révèle que l'anomalie du champ magnétique de l'Atlantique Sud n'est pas une anomalie singulière, des anomalies similaires existaient il y a huit à onze millions d'années. C'est la première fois que le comportement irrégulier du champ géomagnétique dans la région de l'Atlantique Sud est montré sur une si longue échelle de temps. Cela suggère que l'anomalie de l'Atlantique Sud est une caractéristique récurrente et probablement pas le signe d'un renversement imminent. Notre travail renforce également des études antérieures qui suggéraient un lien entre l'anomalie de l'Atlantique Sud et des caractéristiques sismiques anormales dans le manteau inférieur et le noyau externe. Cela nous rapproche de l'établissement d'un lien direct entre le comportement du champ géomagnétique et les caractéristiques de l'intérieur de la Terre ».
 

  • Le champ magnétique terrestre s'affaiblit progressivement au sud de l'Atlantique.
  • Certains géophysiciens y voient un argument supplémentaire pour interpréter l'apparent affaiblissement global du champ magnétique de la Terre comme le signe d'une inversion magnétique imminente.
  • Mais des études récentes portant sur les champs magnétiques fossilisés depuis huit à onze millions d'années dans les laves du volcan de l'île Sainte-Hélène ne vont pas dans ce sens.
Pour en savoir plus

Pourquoi le champ magnétique terrestre s'affaiblit-il au-dessus de l'Atlantique Sud ?

Article de Emma Hollen publié le 26/05/2020

Le champ magnétique terrestre s'affaiblit progressivement au sud de l'Atlantique, un phénomène qui confond plus d'un géophysicien. Alors que certains soutiendront qu'il s'agit là de l'œuvre des Atlantes, les scientifiques, eux, font appel au ciel.

Bien qu'invisible à nos yeux, le champ magnétique terrestre joue un rôle essentiel dans la préservation de la vie sur notre Planète bleue. Tout à la fois aimant et bouclier, il dévie les particules mortelles des vents solaires, dont les ultimes vestiges s'épanouissent en aurores boréales et australes aux pôles de la planète. Or, celui-ci est en train de s'amenuiser dans une région s'étendant entre l'Afrique et l'Amérique du Sud, une région si connue pour ses anomalies magnétiques qu'elle fait l'objet de ses propres mythes. Afin de comprendre cet étonnant phénomène, les scientifiques se sont tournés vers Swarm, une constellation de trois minisatellites lancée par l'ESA le 22 novembre 2013 pour étudier notre magnétosphère.

Amas, une anomalie magnétique dans l'Atlantique

Le champ magnétique naît des mouvements de convection du noyau externe terrestre : entourant le noyau interne, solide, cette sphère de métal liquide, principalement composée de fer et de nickel, agit comme une véritable dynamo. Les courants électriques qu'elle engendre sont mouvants et changeants. Ainsi, de récentes études ont permis d'observer les déplacements du pôle Nord magnétique sur plusieurs dizaines de kilomètres par an. Mais l'anomalie magnétique de l'Atlantique sud (ou Amas), elle, est quelque peu différente et questionne les scientifiques depuis bien des décennies déjà.

Bien que l'intensité globale du champ magnétique terrestre ait décru au cours des deux derniers siècles, l'Amas semble suivre son propre cours. Entre 1970 et 2020, l'intensité du champ est tombée de 24.000 à 22.000 nanoteslas dans cette région, tandis que l'anomalie continue de se déplacer vers l'ouest au rythme de 20 kilomètres tous les ans. Plus récemment, au cours des cinq dernières années, un second foyer de faible intensité semble avoir émergé au sud-ouest de l'Afrique, suggérant que l'anomalie pourrait être en train de se séparer en deux cellules distinctes.

Cette visualisation illustre l'évolution de l'anomalie magnétique de l'Atlantique Sud, enregistrée par le Swarm au cours des cinq dernières années. © Swarm, ESA

Inversion des pôles ?

L'existence de l'Amas remet en question la conception réductionniste que l'on pourrait avoir de la mécanique à l'origine du champ magnétique terrestre. Un simple modèle dipolaire, décrivant une Terre agissant comme un aimant, ne suffit pas à expliquer l'émergence de ces anomalies. C'est pourquoi, en novembre 2013, l'ESA a lancé la mission Swarm, destinée à l'exploration de notre magnétosphère. « Nous avons de la chance d'avoir les satellites Swarm en orbite pour étudier le développement de l'anomalie de l'Atlantique Sud, commente Jürgen Matzka, du centre allemand de recherche en géosciences. Le défi, à présent, est de comprendre les processus provoquant ces changements, au cœur de la Terre. »

L'hypothèse prévalant actuellement est celle d'une inversion des pôles, un événement ayant lieu en moyenne tous les 250.000 ans. La dernière étant survenue il y a près de 780.000 ans, peut-être une nouvelle inversion est-elle à l'ordre du jour. Quoi qu'il advienne, les comportements étranges du champ magnétique terrestre ne présagent rien d'alarmant pour nous sur Terre. Les seuls atteints seront les satellites en orbite basse, qui pourront présenter quelques dysfonctionnements lors de leur passage au-dessus de cette mystérieuse zone encore incomprise.

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