Inversion des pôles : pas de place au hasard sur Terre

 

Le 23 mars 2006 à 14h01
 
 
La Terre vue de l'espace
La Terre vue de l'espace

Le globe terrestre fait référence à l'espace géométrique défini par la planète Terre. Par extension, un globe terrestre désigne

Inversion des pôles : pas de place au hasard sur Terre

Par Pasacl Belotti, Tech&Co

Le phénomène très spectaculaire de l'inversion des pôles magnétiques terrestres ne se produirait pas de façon aléatoire comme le pensaient jusqu'ici les scientifiques. Les travaux de l'université de Calabre penchent plutôt pour une sorte de « mémoire » de la Terre, qui reproduirait l'inversion selon une distribution temporelle particulière.

C'est déjà arrivé quelques centaines de fois en 160 millions d'années… Quand le Nord devient Sud, on parle d'inversion des pôles magnétiques. La dernière fois, c'était il y a 780 000 : un événement appelé inversion Brunhes-Matayama. A quand le prochain épisode ?

Ce phénomène naturel, parmi les plus étonnants qui soient, est étudié depuis longtemps et la question est presque d'actualité. En effet les conséquences sont immenses même si le processus n'est pas instantané, l'inversion complète de polarité de la planète pouvant prendre plusieurs centaines d'années. Pendant une durée très courte, au moment de l'inversion totale, on assiste à une disparition du champ magnétique terrestre et la planète ne se trouve plus protégée des radiations venant de l'espace. Le bombardement cosmique aurait ainsi entraîné par le passé des extinctions massives d'espèces ainsi que l'apparition de nouvelles. Or, un certain nombre de données, comme l'affaiblissement du champ magnétique total constaté depuis plus d'un siècle pourrait laisser présager d'une possible inversion magnétique d'ici quelque milliers d'années.

Mais le phénomène par lui-même n'est pas réellement expliqué. Dans ce contexte, une équipe italienne menée par Vincenzo Carbone (1) montre que les événements ne se produiraient pas de façon aléatoire, comme on a pu le penser jusqu'ici, mais surviennent en « grappes » (clusters) selon des séries révélant une sorte de mémoire magnétique de la Terre.

La Terre garde une mémoire magnétique

Selon l'état de la science, les géophysiciens pensent que le noyau de la Terre se comporte comme une sorte de dynamo géante produisant un champ magnétique. Celle-ci peut s'arrêter de fonctionner de façon spontanée ou suite à un choc, comme l'impact d'un objet céleste, puis repartir avec des directions de champs magnétiques différentes. D'après la théorie qui prévaut, l'inversion des pôles obéirait à une distribution de Poisson, qui permet de calculer la probabilité d'apparition d'événements durant un temps défini lorsque ceux-ci sont indépendants les uns des autres et aléatoires. Mais si l'on en croit Carbone, qui a procédé à une analyse statistique fouillée et minutieuse de différents échantillons de données physiques et géologiques attribuées à des périodes d'inversion, la séquence d'apparition répond à une distribution de Lévy. Explication : les événements apparaissent dans le temps de façon corrélée, par grappes (« clusters ») et non plus de manière aléatoire et indépendamment les uns des autres.

Cette « mémoire » de la Terre est une avancée dans la compréhension des phénomènes géomagnétiques, et pourrait permettre d'une certaine façon une prévision. Les chercheurs italiens souhaitent bâtir un modèle dynamique pour décrire le processus d'inversion, afin d'aider à mieux comprendre les mécanismes physiques qui en sont à l'origine.

(1) Physics/0603086, The clustering of polarity reversals of the geomagnetic field, V. Carbone, L. Sorriso-Valvo, A. Vecchio, F. Lepreti, P. Veltri, P. Harabaglia, I. Guerra

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Le 25 décembre 2003 à 12h48
 

Vers une inversion des pôles ?

De récentes données géologiques montrent que la force du champ magnétique qui trouve son origine dans le noyau terrestre et protége la planète des effets néfastes des vents solaires a diminué de 10% depuis 1845. Lors du Congrès de l'American Geophysical Union à San Francisco, des scientifiques ont envisagé la possibilité que cette faiblesse puisse être le prélude à une inversion des pôles.

Une telle inversion ne serait pas inédite. L'histoire de la Terre en est jalonnée.
Grâce à l'étude des roches volcaniques, les scientifiques peuvent retracer l'histoire du champ magnétique. En effet, les cristaux de lave s'orientent en fonction du champ en place et, en se refroidissant, ils conservent la trace de leur alignement.

Des géologues ont ainsi estimé que la dernière inversion se serait produite il y a 780 000 ans environ. Actuellement, personne ne peut dire si la tendance à la baisse observée va se poursuivre. Si elle le faisait, une nouvelle inversion pourrait avoir lieu d'ici 2000 ans.

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BASCULEMENT DES POLES
Modifications du champ géomagnétique terrestre

Les déplacements erratiques de nombreux corps célestes à travers le système, solaire influent sans doute sur l'orbite et l'axe de rotation des planètes. On a observé que certains changements climatiques coïncidaient avec des modifications du champ magnétique terrestre, mais on ignore encore pourquoi. Il est possible que la brusque disparition d'espèces animales entières (les dinosaures en sont l'exemple le plus connu) ait coïncidé avec de brusques bouleversements du champ magnétique terrestre, désormais prouvés.


Une grande partie de l'Amérique du Nord était couverte de forêts tropicales humides.
A l'inverse, les régions ouest de l'Australie et de l'Afrique du Sud étaient sous les glaces.


Ces modifications ne sont pas des phénomènes perdus dans la nuit des temps géologiques. Les chercheurs ont découvert, dans les cendres de feux de camp d'aborigènes australiens, des preuves irréfutables que les pôles Nord et Sud occupaient des positions très différentes de celles d'aujourd'hui, et une inversion complète des pôles n'est pas exclue non plus. Ces modifications magnétiques, et les bouleversements qu'elles auraient entraînés, dateraient d'une époque relativement récente.

Une inversion soudaine des pôles magnétiques comparable à celle qui s'est produite dans le passé provoquerait une série de séismes le long des lignes de faille tectoniques et de gigantesques raz de marée consécutifs à des bouleversements subocéaniques. Des îles seraient englouties, des régions côtières et des plaines disparaîtraient sous les flots, tandis que des fonds marins surgiraient des profondeurs. De nombreux pays connaîtraient des inondations comparables au Déluge de la Bible. Des prédictions semblables avaient déjà été faites, par Edgar Cayce notamment, mais on ne les avait pas prises au sérieux. Ces nouveaux éléments feront que l'on prêtera peut-être désormais plus d'attention à ces prédictions.

Un basculement axial de la Terre générerait ouragans et raz de marée. De tels bouleversements cataclysmiques se sont sûrement déjà produits dans le passé. Les importants gisements de charbon de la Grande-Bretagne prouvent qu'à l'ère carbonifère la région connaissait un climat tropical, avec de vastes étendues de fougères et de marécages. De même, une grande partie de l'Amérique du Nord était couverte de forêts tropicales humides. A l'inverse, les régions ouest de l'Australie et de l'Afrique du Sud étaient sous les glaces.

Alfred Wegener, dans les années 20, avait avancé une explication fondée sur la dérive des continents, mais elle supposerait une dérive de grandes masses continentales sur des milliers de kilomètres. Le scénario d'un basculement de l'axe de la Terre semble plus plausible, et permet, par exemple, de comprendre comment des troupeaux de mammouths paissant paisiblement dans une Sibérie chaude ont pu être pris dans les glaces après un brutal changement climatique. La congélation fut si rapide que l'on retrouva des fleurs non digérées dans l'estomac de l'un d'eux ! Une thèse opposée soutient que les mammouths ont toujours habité l'Arctique, mais cela est assez improbable, car un environnement aussi défavorable ne pouvait fournir une végétation suffisante à des animaux de cette taille.

Des expériences menées à l'aide de gyroscopes montrent que ceux-ci oscillent après avoir subi l'impulsion adéquate, mais ne tardent pas ensuite à retrouver un nouvelle stabilité dans leur rotation. Ce modèle théorique gyroscopique pourrait être appliqué à la Terre le passage d'un corps céleste ( Vénus ou un astéroïde ) pourrait donner une impulsion gravitationnelle suffisante pour faire osciller notre planète.

En 1967, l'ingénieur électricien Hugli Brown suggéra que l'axe de la Terre s'était incliné de 90° il y a 7 000 ans à peine. Si sa thèse sur les oscillations polaires régulières est difficile à défendre, celle de la petite oscillation axiale reste fort plausible.

Adam Barber, qui soutint la théorie de Brown dans une brochure intitulée Arrivée d'une catastrophe pire que la bombe H, avait prédit qu'un basculement axial de 135° se produirait dans les prochaines décennies, mais pas avant l'an 2005. Si cette prédiction n'est pas à prendre à la lettre, les écrits de Peter Warlow sur le même sujet, publiés en 1978 dans le journal de physique, méritent, eux, d'être pris au sérieux. Son hypothèse est celle d'un basculement axial à 180° les pôles Nord et Sud permutant. il démontra sa thèse à l'aide d'une maquette, et la confirma par une série de calculs. Selon lui, ce basculement se produirait tous les 2 000 ans environ. Warlow, qui, à l'instar de Velikovsky, prend les mythes très au sérieux, soutient que les Égyptiens ont enregistré à quatre reprises une telle interversion des pôles. Les plus récentes auraient eu lieu en 700 et en 1500 av. J.-C., cette dernière date correspondant à celle avancée par Velikovsky, ainsi qu'à celle de la destruction de la civilisation minoenne de Crète. Aussi, si le Soleil, avant le déluge se levait à l'ouest. Cela expliquerait plusieurs mystères:

Le glissement rapide de l'écorce terrestre.
La présence de mammouths parfaitement conservés dans les glaces de Sibérie, l'herbe ingérée non putréfiée.
Des géologues ont trouvé des roches dont le sens d'orientation cristalline était inversé et ceci ne peut pas s'expliquer que par l'inversion du sens de rotation de la terre ( ou une inversion des pôles ), sinon cela voudrait dire que ces roches sont vraiment trés anciennes et la dérive des continents les ont déplacées trés loin de leur latitude d'origine.
Les anguilles qui traversent l'océan jusqu'à la mer des Sargasses pour revenir se reproduire, comme les saumons, en suivant tout simplement au fond de l'océan, le lit des cours d'eau engloutis.


LA SCIENCE AUJOURD'HUI


Des paléobiologistes ont découvert des traces fossiles qui indiquent que « la vie semble avoir été inscrite, gommée et réécrite quatre ou cinq fois, depuis le Cambrien. Ce qu’ils ont constaté, c’est qu’à différentes époques de l’histoire, la vie s’est développée pour être ensuite presque instantanément gommée. A chaque cycle, il s’en est suivi une période où la Terre a été dépourvue de toute vie pendant des millions d’années. Les grandes extinctions de masse sont prouvées. Là encore, elles n’ont jamais été expliquées clairement. Rentrent-elles également dans ce schéma de mort et de résurrection cyclique ?

La Terre, comme une toupie, tourne de moins en moins vite sur elle-même. Elle boucle son tour aujourd’hui en 24 h mais il ne lui en fallait que 22 il y a 400 millions d’années. Le champ magnétique terrestre serait-il en train de s’inverser ? Sur les 150 dernières années, l’intensité de la composante Nord-Sud du champ magnétique a décru de 10%. De plus, le pôle nord magnétique a été sérieusement perturbé ces trente dernières années.

La Terre n’a pas toujours été bleue. Il y a environ 750 millions d’années, elle aurait été entièrement recouverte de glace. Des pôles à l’équateur, une énorme couche de glace aurait recouverte toute sa surface. C’est du moins ce que pensent de nombreux climatologues. Toute trace de vie aurait été éliminée pendant cette longue période. Il y a 800 millions d’années, les continents actuels se regroupent en un seul bloc, la Rodinia. Puis, ce super continent se fissure sous l’effet d’une intense activité volcanique. Des mers s’ouvrent et de gigantesques quantités de basalte son libérées ce qui piège une quantité de dioxyde de carbone. L’effet de serre perd alors son efficacité et les températures s’effondrent, provoquant la plus grande période glaciaire de tous les temps.

Des études en paléomagnétisme ont établi que la polarité magnétique de la Terre "s'était inversée plus de 170 fois pendant les derniers 80 millions d'années". Selon un article du géologue S.K Runcorn, Professeur à l'Université de Cambridge, "il ne fait aucun doute que le champ magnétique de la Terre est déterminé directement ou indirectement par la rotation de la Terre". Donc, l'axe lui-même de la Terre aurait changé. Plus simplement, la planète aurait basculé sur elle-même, ce qui aurait entraîné un changement de la localisation des pôles géographiques. Selon des articles parus dans Nature, la dernière inversion géomagnétique a eu lieu il y a 12 400 ans, au onzième millénaire avant notre ère. On sait que cette période est marquée de grandes extinctions dans le monde animal. (Nature 234,27/12/71). Certains scientifiques estiment que la prochaine inversion des pôles magnétiques terrestres aura lieu vers 2030. (article paru dans Nature 12/2/76).

On sait aujourd'hui que les pôles Nord et Sud du champ sont susceptibles de s’inverser. Les laves solidifiées sont là pour en témoigner puisqu’elles pointent alternativement vers les régions australes ou boréales. Depuis quelques décennies, on a d’ailleurs observé l’extension croissante d’une anomalie du champ magnétique dans l’Atlantique Sud. (article paru dans Sciences&Vie N°229).

Selon les lois de la mathématique et de la physique, la Terre ne peut subitement tourner dans l'autre sens à cause de la conservation du moment cinétique ( c'est ce qui fait qu'une ballerine tourne plus vite quand elle raproche ces bras le long du corps ). Il faudrait une collision violante pour que ça se produise ou l'arrivée d'une planete dans notre systeme solaire ( la planete
Nibiru des sumériens? ) dereglant tout sur son passage. Une inversion des pôles est alors plus probable plutôt qu'un changement de rotation de la terre.


LE GRAND CATACLYSME EGYPTIEN


Le Grand Cataclysme se déroule pendant l'ère du Lion, aussi les égyptiens ont ils gravé deux lions dos à dos entre eux, le soleil coincé entre l'hiéroglyphe du ciel l'un vers le haut, l'autre vers le bas, c'est à dire le ciel d'avant et le ciel d'après. L'adolescent repésente surement l'humanité très appauvrie après le déluge.


Il y a quelques 10 000 ans, l'axe de la terre aurait basculé provoquant un glissement des pôles, créant un cataclysme planétaire. Cet évènement les Égyptiens, ( héritiers des Atlantes? ), l'ont appelé " Le Grand Cataclysme ". L'observation du zodiaque de Dendérah, ( aujourd'hui au musée du Louvre ), prouve que les egyptiens avait connaissance de ce déluge. Afin que nul n'en ignore, ils ont pris la peine de le graver, de le peindre et de le sculpter dans les temples, notament dans le temple de Dendérah. Ce zodiaque de Dendérah est infiniment plus vieux que celui du Louvre, daté aux environs de 50 / 150 ans avant JC qui est en fait la sixième reproduction.


L'astrologie que pratiquaient les Atlantes, continueront à l'être dans la colonie refuge d'égypte. Cette astrologie prenait en compte le mouvement de précession des équinoxes, redécouvert par Hyparque ( mathématicien grec ), environ 150 ans avant JC.
Voir:
Atlantide et Egyptiens


QUESTIONS SUR LE CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE


1-Qu’est-ce-que le champ magnétique terrestre?
La terre agit comme un énorme aimant sphérique et est entouré d’un champ magnétique appelé champ magnétique terrestre ou champ géomagnétique. Le champ magnétique terrestre ressemble au champ d’un aimant dipolaire (aimant cylindrique ou en forme de barreau avec des pôles N et S aux extrémités) situé au centre de la terre et incliné approximativement de 11° par rapport à l’axe de rotation de la terre. Cette représentation est trop simple car le champ observé est beaucoup plus complexe et varie non seulement dans l’espace mais également dans le temps. En chaque point le champ géomagnétique est caractérisé par sa direction et son intensité.

2- Le champ magnétique terrestre varie-t-il d’un endroit à l’autre?
Oui, le champ varie d’un endroit à l’autre d’une manière irrégulière ce qui nécessite des mesures en de nombreux endroits pour obtenir une image satisfaisante de sa distribution géographique. Cela est fait en le mesurant dans environ 200 observatoires magnétiques opérationnels sur les continents, complétés par des mesures sur les océans et des mesures par satellite.

3- Que sont les pôles magnétiques?
Les pôles magnétiques sont définis par les endroits où une aiguille aimantée librement suspendue s’oriente verticalement, autrement dit où l’inclinaison du champ est 90°. Ces endroits sont difficiles à déterminer parce que les pôles magnétiques ne sont pas fixes mais se déplacent de plusieurs centaines de kilomètres à cause de la variation diurne du champ et d’avantage encore pendant des orages magnétiques. Des observations récentes en 1990 par le Canadian Geological Survey et le U.S. Naval Oceanographic Office les situent à : 78,5 ° N et 103,4 ° W près de l’île Elef Ringes (Canada) 65 ° S et 139 ° E dans la baie Commonwealth (Antarctique) Les pôles basés sur une analyse globale du champ observé en se limitant aux termes dipolaires (modèle dipôle) sont appelés pôles géomagnétiques. Les pôles géomagnétiques qui correspondent au champ géomagnétique de référence international IGRF (IGRF = International Geomagnetic Reference Field) de 1995 sont situés à : 79,3 ° N, 71,5 W 79,3 ° S, 108,5 W

4- Comment convertir les lectures faites avec une boussole en azimut vrai ou azimut géographique?
La connaissance de la déclinaison du champ de l’endroit pour la période concernée (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la déclinaison ou cartes topographiques) permet de convertir la lecture en azimut vrai. L’azimut vrai est obtenu en ajoutant la déclinaison à la lecture (ou azimut magnétique) en suivant les conventions : déclinaison en degrés W ou négative, déclinaison E ou positive). Quand la déclinaison n’est pas connue pour la période concernée, mais pour une autre période, une correction en se basant sur la variation séculaire est nécessaire (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la variation séculaire de la déclinaison ou cartes topographiques). On peut aussi ?décliner? la boussole, c’est à dire faire une visée à la boussole dans une direction d’azimut géographique connu (selon une route rectiligne ou d’un point connu vers un repère figurant sur la carte). On peut ainsi déterminer la correction à apporter aux lectures de la boussole.

5- Qu’est-ce que l’équateur magnétique?
L’équateur magnétique est l’ensemble des points où l’inclinaison I est zéro et où la composante verticale V du champ est nulle. Contrairement à l’équateur géographique, l’équateur magnétique est irrégulier et n’est pas fixe. Au nord de l’équateur magnétique l’extrémité nord d’un aimant suspendu librement plonge en dessous du plan horizontal local et I et V sont comptées positives. Au sud de l’équateur magnétique l’extrémité sud de l’aimant plonge en dessous du plan horizontal et I et V sont comptées négatives.

6- Le champ varie-t-il beaucoup en quelques années?
Le champ magnétique varie dans le temps. Le spectre des variations est très large et s’étend de fractions de seconde jusqu’à quelques millions d’années. On distingue les variations d’origine interne des variations d’origine externe. La variation diurne, saisonnière et annuelle sont d’origine externe et trouvent leur origine dans l'activité solaire. Le soleil émet des particules et des radiations; elles provoquent des ionisations dans l’ionosphère qui donnent naissance à des courants électriques accompagnés de champs magnétiques. La plus grande cyclicité d’origine externe connue est d’environ 11 ans liée à la cyclicité des tâches solaires. Les variations d’origine interne ont des périodes plus longues allant de quelques années à des millions d’années. On appelle par définition les variations du champ principal d’origine interne la variation séculaire. Pour des raisons pratiques on appelle variation séculaire la variation d’une année à l’autre. Cette variation n’est donc pas complètement d’origine interne mais contient encore des composantes d’origine externe.

7- Est-ce que le champ géomagnétique s’inversera bientôt?
Bien que l’on observe une décroissance de l’intensité du champ géomagnétique on ne peut affirmer que le champ s’inversera bientôt. A partir des mesures de l’intensité depuis le milieu du 19e siècle certains chercheurs estiment que le moment magnétique dipolaire du champ s’annulera dans environ 1300 ans. Mais la valeur actuelle du moment dipôle est toujours plus importante qu’elle ne l’a été pour la plupart du temps pendant les dernières 50.000 années et la tendance à la décroissance peut basculer à n’importe quel moment. Même si le champ commence à s’inverser, il faudra quelques milliers d’années pour qu’il s’inverse complètement. Le champ ne s'annule pas entièrement lors d’une inversion mais il est plus faible que normalement, avec probablement des pôles multiples. La navigation à l’aide d’une boussole magnétique serait difficile et les animaux migratoires pourraient rencontrer quelques problèmes. Les inversions sont bien connues et bien datées pour les 5 derniers millions d’années à partir de mesures paléomagnétiques et des datations absolues; la dernière inversion a eu lieu il y a 780.000 années. Il est possible, et même probable, que des inversions de courte durée se soient produites depuis.

8- Quel est l’origine du champ magnétique terrestre?
Le champ géomagnétique trouve son siège dans le noyau externe liquide de la terre. L'hypothèse la plus probable, généralement admise actuellement, est que le champ géomagnétique est généré par interaction entre un champ magnétique et le mouvement du liquide dans le noyau externe. Cette hypothèse a été formulée par une théorie que l'on appelle la théorie dynamo. La séismologie nous a appris que le noyau externe de la terre se comporte comme un liquide. Ce liquide est un conducteur électrique et quand il est en mouvement dans un champ magnétique (champ interplanétaire par exemple) des courants électriques prennent naissance accompagnés d'un champ magnétique. A cause de la résistance ohmique ces courants décroissent rapidement et ont donc une durée de vie relativement petite. Il doit donc exister un mécanisme de régénération des courants électriques qui maintient le champ. Un des ces mécanismes est une dynamo auto-excitée.

9- Comment se fait-il que le champ magnétique soit enregistré par les terres cuites?
Les terres cuites contiennent des minéraux magnétiques (principalement des oxydes de fer) qui sont porteurs d’une aimantation rémanente. Lors de la cuisson, quand une température suffisante (température de Curie ou de Néel) est atteinte, cette rémanence disparaît. Pendant le refroidissement, sous cette température critique, une nouvelle aimantation rémanente guidée par le champ magnétique ambiant apparaît. Cette aimantation rémanente est donc un enregistrement du champ pendant le refroidissement.

10- Quelle est la précision de la datation archéomagnétique?
La précision de la datation archéomagnétique dépend de nombreux facteurs: fidélité de l’enregistrement dans les terres cuites, absence de déplacement de la structure, taux de variation du champ magnétique terrestre, précision des diagrammes de référence qui dépend elle-même de la précision de la datation des terres cuites sur lesquels ils sont basés. Dans les cas favorables on peut atteindre une précision de 25 ans.

11- Est-ce que le champ magnétique terrestre a beaucoup varié pendant les périodes archéologiques?
Dans nos régions, au cours des deux derniers millénaires, la déclinaison a varié d’environ 50° (de + 25° W à + 25° E) et l’inclinaison de 20° (de + 55° à + 75°).



Sources: Bureau central du magnétisme terrestre

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La dynamique du champ magnétique terrestre reproduite en laboratoire

La Terre a subi au cours des âges géologiques plusieurs renversements erratiques de son champ magnétique. Celui du soleil se renverse quant à lui périodiquement selon son cycle d’activité de 22 ans. Ces dynamiques magnétiques, encore assez mystérieuses, jouent un rôle dans l’exposition de notre planète aux rayons cosmiques. La collaboration VKS1 (CEA2, CNRS3,4, Ecole normale supérieure de Lyon3, Ecole normale supérieure-Paris4) a observé pour la première fois en laboratoire des renversements d’un champ magnétique dans un écoulement très turbulent de sodium liquide. Ces expériences devraient permettre de mieux comprendre la dynamique des champs magnétiques cosmiques. Ce résultat est publié dans Europhysics Letters, volume 77, de mars 2007.

Le champ magnétique de la Terre est créé par des mouvements très désordonnés qui agitent le noyau de fer liquide se trouvant en son centre : c’est l’effet « dynamo ». Une de ses caractéristiques les plus étonnantes, révélée par les études paléomagnétiques, est  l’inversion aléatoire des pôles magnétiques. Ceux-ci restent proches des pôles géographiques et s’échangent entre nord et sud, environ tous les 100 000 ans, bien que des périodes plus longues sans renversement se soient produites. Les renversements durent quant à eux en moyenne quelques milliers d’années.

 

L’origine de ces renversements, leur échelle de temps, ainsi que la géométrie du champ magnétique pendant le phénomène demeurent l’objet de débats. L’enjeu peut se révéler important : durant un renversement, la magnétosphère qui protège la Terre des radiations solaires et cosmiques est sévèrement diminuée. La vie sur Terre, et en particulier celle de notre espèce, a déjà résisté à ce type de situation (le dernier renversement a eu lieu il y a 700 000 ans), mais nos moyens de communication modernes (satellites, réseaux,…) seraient profondément affectés.

 

Les chercheurs de la collaboration VKS avaient montré qu’il est possible de reproduire l’effet dynamo dans une expérience de laboratoire, à l’aide d’un écoulement turbulent de sodium liquide produit par la rotation en sens inverse de deux turbines dans un cylindre5 : pour des turbines tournant à la même vitesse, un champ magnétique stationnaire naît spontanément au-delà d’un certain seuil. Ils ont maintenant observé que lorsque les turbines tournent à des vitesses différentes, ajoutant ainsi une rotation d’ensemble semblable à celle des planètes et des étoiles, le champ dynamo peut varier au cours du temps. Certains régimes présentent de singulières similitudes avec le comportement du champ magnétique terrestre :
- Le champ passe d’un état de polarité à un état opposé avec des périodes de temps aléatoires et la durée des transitions d’un état à l’autre est très courte.
- Les périodes de temps pendant lesquelles le champ est stable ont une durée variable mais toujours plus longue que le temps nécessaire à un renversement
- On peut observer des excursions du champ, périodes durant lesquelles le champ décroit puis croit de nouveau sans changer de polarité

 

Pour d’autres vitesses de rotation, le champ magnétique peut s’inverser de manière périodique, en tournant dans l’espace sans s’annuler, comme cela est observé dans le soleil. Ces expériences mettent ainsi à la portée des études de laboratoire des phénomènes qui intriguent géophysiciens et astrophysiciens depuis des siècles.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Champ magnétique (en gauss) mesuré dans l’expérience en fonction du temps (en secondes). L’écoulement de sodium est entrainé par 2 turbines contra rotatives tournant à des vitesses différentes.  © Collaboration VKS

1. Von Karman (physicien qui donna son nom à l’écoulement réalisé) Sodium (fluide utilisé dans ces expériences) 
2. Service de physique de l’état condensé du CEA, équipe de François Daviaud
3. Laboratoire de physique de l’Ecole normale supérieure de Lyon, (CNRS, ENS Lyon), équipe de Jean-François Pinton
4. Laboratoire de physique statistique (ENS Paris, CNRS, Universités Paris VI, et Paris VII), équipe de Stephan Fauve
5. L'expérience VKS est réalisée au CEA/Cadarache, au  Département de technologie nucléaire de la Direction de l’énergie nucléaire. Ce résultat fait l’objet d’un article dans Physical Review Letter 98, 044502 (2007).

 

Pour en savoir plus


 




17/04/2008
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