La dynamique de notre planète champ magnétique peut changer de direction beaucoup plus rapidement que ne le pensaient les scientifiques.
Cette bulle de magnétisme maintient notre atmosphère en place et nous protège des rayonnements cosmiques nocifs et des vents solaires. Mais quelques fois tous les millions d’années, la polarité du champ s’inverse et le magnétique pôle Nord et les places commerciales du Pôle Sud. La dernière fois que cela s’est produit, c’était il y a environ 780 000 ans, et on estimait auparavant que le processus prenait des milliers d’années, se déplaçant à un rythme d’environ un degré par an.
Mais cela et d’autres changements spectaculaires dans la direction du champ magnétique peuvent se produire 10 fois plus rapidement qu’on ne le pensait – et près de 100 fois plus rapide que les changements récemment observés, ont rapporté des chercheurs dans une nouvelle étude.
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Le ballottement du fer en fusion dans le noyau externe de la planète, tourbillonnant à plus de 1700 miles (2800 kilomètres) sous la surface, alimente le champ magnétique invisible de la Terre. Le magma conducteur en ébullition crée des charges électriques qui déterminent la position des pôles magnétiques et façonnent les lignes de champ magnétique invisibles qui bercent le globe et relient les pôles.
Les interactions entre le noyau et le champ magnétique sont complexes. Leurs écoulements en tandem créent des taches fortement magnétiques à certains endroits et plus faibles à d’autres; L’intensité du magnétisme peut varier dans le temps et à différents endroits au cœur et à la surface de la Terre, a déclaré l’auteur principal de l’étude Christopher Davies, professeur agrégé à la School of Earth and Environment de l’Université de Leeds au Royaume-Uni.
Dans le noyau en fusion, « le flux tord et étire le champ magnétique, qui à son tour repousse le flux, résistant aux distorsions qu’il subit », a déclaré Davies à Live Science dans un e-mail.
« L’écoulement est turbulent – dans un sens simple, cela pourrait être comme l’écoulement dans une casserole d’eau bouillante », a-t-il expliqué. « Donc, l’interaction entre le flux et le champ est différente d’un endroit à l’autre dans le noyau. » En d’autres termes, lorsque le noyau liquide « bout », ce mouvement crée des hauts et des bas dans la force magnétique dans différentes parties du noyau, qui à leur tour façonnent la façon dont ces régions affectent la magnétosphère.
Certaines variations de ces interactions sont visibles par les scientifiques aujourd’hui, comme des plaques de magnétisme intense aux hautes latitudes; caractéristiques du champ magnétique qui dérivent vers l’est ou l’ouest; et un point faible de longue date dans le domaine entre l’Afrique et l’Amérique du Sud, connu sous le nom l’anomalie de l’Atlantique Sud.
Il y a des siècles, les notations des marins dans les journaux de navigation des navires ont enregistré des changements dans le champ magnétique; au cours des dernières décennies, les satellites et les observatoires ont capturé de tels changements. En fait, des observations récentes montrent que la force du champ magnétique a décliné au cours des 160 dernières années, suggérant que la Terre pourrait être due à un retournement magnétique plus tôt que tard, Live Science rapporté précédemment.
Mais suivre les changements dans un passé très lointain est beaucoup plus difficile, a déclaré Davies.
« Nous connaissons les inversions de polarité, mais il reste encore beaucoup à découvrir sur ce que le champ fait sur des milliers d’années à des millions d’années », a-t-il déclaré. « Dans notre travail, nous avons posé la question: à quelle vitesse le champ peut-il changer de direction sur ces échelles de temps? »
Allez avec le courant
Pour répondre à cette question, Davies et la co-auteure de l’étude Catherine Constable, professeur à la Scripps Institution of Oceanography à San Diego, ont utilisé un nouveau modèle du champ magnétique dérivé d’un large ensemble de données d’observations de champ magnétique des 100000 dernières années. Les changements de champ magnétique se manifestent dans les sédiments marins, les coulées de lave refroidies et même les structures et artefacts artificiels, a déclaré Davies.
« Cependant, comme tous les modèles dérivés des observations à la surface de la Terre, il ne peut que nous montrer le champ jusqu’au sommet du noyau; nous ne pouvons pas » voir « à l’intérieur du noyau », a ajouté Davies. « Par conséquent, nous avons combiné ces résultats avec des simulations informatiques de la physique de la génération de champ magnétique », émanant des mouvements du noyau.
Davies et Constable ont découvert que le champ magnétique pouvait changer de direction jusqu’à 10 degrés par an dans les zones où le champ s’affaiblissait – ce taux est environ 10 fois plus rapide que les modèles précédents suggérés, et environ 100 fois plus rapide que les changements observés dans les observations modernes .
Lorsque les régions du noyau en fusion inversaient la direction, la direction du champ magnétique changeait fortement, ont montré les simulations. Cette inversion du noyau était plus fréquente dans les endroits proches de l’équateur, ce qui correspondait à l’observation par les chercheurs de changements de direction rapides aux basses latitudes.
Cette nouvelle preuve que les basses latitudes connaissent les changements les plus rapides suggère que les scientifiques devraient y concentrer leur attention à l’avenir, ont écrit les auteurs de l’étude.
Les résultats ont été publiés en ligne le 6 juillet dans la revue Communications Nature.
Publié à l’origine sur Live Science.
