Inversion du champ magnétique de la Terre

Sommaire 1 Introduction 2 Théories 3 Vers une nouvelle inversion ? 4 Conséquences de cette inversion 4.1 Phase d'inversion du champ magnétique 4.2 Bombardements cosmiques de longues durées 4.3 Bombardements de courtes durées 4.4 Extinctions 5 Dans les œuvres de fiction 6 Notes 7 Voir aussi

Introduction

Le champ magnétique terrestre s'inverse durant des périodes allant de la dizaine de milliers à de nombreux millions d'années, avec un intervalle moyen de 250 000 ans environ. La dernière modification est peut-être survenue il y a 780 000 ans. Ce dernier changement a été nommé l'inversion Brunhes-Matuyama. Les inversions passées sont gardées en mémoire dans la polarité des roches magmatiques s'étant répandues de manière symétrique autour des rifts océaniques. En effet, ces rifts déversent de la lave à un taux relativement constant, ce qui donne de larges bandes sol océaniques dans lesquelles on peut lire la direction de ce champ. Au moins une fois durant l'histoire de la Terre, le champ magnétique a gardé une direction constante pendant 30 millions d'années.

Théories

Le mécanisme responsable de cette inversion géomagnétique n'est pas encore bien compris. Certains scientifiques ont produit des modèles du noyau de la Terre dans lequel le champ magnétique est quasi stable et pour lesquels la direction des pôles peut migrer spontanément d'une orientation à l'autre durant une période très courte de quelques centaines à quelques milliers d'années.

D'autres scientifiques proposent que la « géodynamo » s'arrête tout d'abord elle-même, soit spontanément ou suite à l'impact d'une comète, et qu'alors elle repart d'elle-même avec le pôle nord en haut ou en bas. Quand le nord réapparait dans la direction opposée, on considère cela comme une inversion; par contre, dans le cas où le champ magnétique s'arrête et que le nord retourne à sa direction d'origine, on le considère comme une « excursion géomagnétique ».

Selon des travaux de paléomagnétisme récents, menés par une équipe de scientifiques français ^[1], ces excursions auraient une durée inférieure à 2 000 ans. Le pôle nord se déplace, traverse l'équateur (parfois arrive jusqu'en Antarctique), puis se dirige vers l'est avant de retourner au nord géographique selon une grande boucle décrite dans le sens des aiguilles d'une montre ; parfois, l'excursion a lieu en sens inverse, mais selon le même chemin. Dans tous les cas, ce mouvement est accompagné d'un affaiblissement sensible de la valeur du champ.

Cette similarité de trajectoire conduit ces scientifiques à émettre l'hypothèse que le champ magnétique terrestre est constitué de deux champs élémentaires, celui de la graine, constituée de fer solide ε, et celui du noyau externe, constitué de fer liquide, où les courants de convection, responsables de l'effet dynamo, créeraient le champ magnétique, la graine constituant une sorte de « réservoir magnétique » accumulant ce champ externe.

Lorsque, pour une raison inconnue (instabilité), le champ magnétique du noyau externe se modifie voire s'inverse, le champ magnétique de la graine peut suivre ou ne pas suivre ce mouvement, suivant son ampleur : si les deux champs basculent, on obtient une inversion totale ; si le champ de la graine résiste, il se crée un champ composite faible, dont la direction fluctue, et la situation instable finit par retourner à l'alignement des deux champs, c'est-à-dire que le champ du noyau interne revient à son orientation initiale.

Vers une nouvelle inversion ?

Aujourd'hui, le champ géomagnétique total diminue, ce qui pourrait causer un désastre vers les années 4000 si cette tendance se poursuit^[2]. D'autres sources prévoient cette inversion vers les années 3000. Cette déterioration a commencé il y a approximativement 150 ans et s'est accélérée ces dernières années. Depuis, la force du champ magnétique terrestre a décru de 10 à 15 %. Cependant, personne n'est sûr que la diminution de ce champ continuera dans le futur. Comme jamais personne n'a observé ces inversions et comme le mécanisme de génération du champ magnétique n'est toujours pas bien compris, il est difficile de dire si les variations observées sont les signes d'une nouvelle inversion.

Conséquences de cette inversion

Phase d'inversion du champ magnétique

Lors de l'inversion du champ magnétique, une absence totale de champ est impossible en vertu du premier principe de la thermodynamique. En effet, dans un tel cas, la quantité d'énergie jusqu'alors alors évacuée par le champ magnétique produirait une chaleur telle à la surface de la Terre que la majorité des espèces vivantes ne survivrait pas. Une modélisation de la NASA ([1]) montre que pendant cette période, l'axe du champ magnétique tourne rapidement (quelques centaines d'années) jusqu'à l'inversion totale. Ainsi, il existe une période où le pôle magnétique se situe au niveau de l'équateur, ne permettant plus la protection des particules solaires à haute énergie, destructrices pour la vie, et produisant les aurores boréales au pôles Nord magnétique. Cet intense et plus ou moins long bombardement créerait inévitablement des mutations et destructions génétiques d'ampleurs variables. La mise en parallèle d'une frise temporelle des inversions de champ magnétique et des grandes périodes géologiques montre que certaines grandes crises se superposent avec une inversion magnétique. Cependant, cette relation reste à étudier.

Bombardements cosmiques de longues durées

Plusieurs événements pourraient se produire lors de « bombardements cosmiques » de longue durée :

• création d'espèces nouvelles par mutation à partir d'espèces existantes. Ces dernières ne s'éteignant pas obligatoirement, et pouvant peut-être même se reproduire, durablement ou non, avec les nouvelles ;
• extinction massive de certaines espèces, bien que ce type d’anéantissement puisse également être dû à d'autres phénomènes naturels (telluriques, météorologiques, météoritiques, etc.)

Bombardements de courtes durées

Lors de « bombardements cosmiques » de courte durée, les phénomènes suivants pourraient être observés :

• faibles variations, différenciations, au sein d'une même espèce ;
• extinction de certaines variétés d’espèces.

Des bombardements cosmiques d'astroparticules du type des sursauts gamma galactiques ou intergalactiques pourraient provoquer, par ionisation de l'atmosphère, une augmentation brusque de la fréquence des événements kérauniques (éclairs) et ainsi modifier (en amplitude et en fréquence) les pics des résonances de Schumann, elles-mêmes considérées comme des "thermomètres" du climat terrestre.

Extinctions

On soupçonne que les extinctions du crétacé sont en partie dues à cette inversion et au bombardement cosmique qu'elle entraine.

Dans les œuvres de fiction

Dans les différents comics de Marvel, l'inversion des pôles magnétiques est une menace qu'utilise Magnéto pour intimider l'ONU^[3]. Dans l'univers Ultimate Marvel, cette menace est réalisée dans la saga Ultimatum. Pour les besoins de l'histoire, le scénario utilise les hypothèses les plus pessimistes sur les conséquences d'une inversion brutale.

Notes

Voir aussi

• Le Cycle solaire, durant lequel se produit, entre autres choses, une inversion du champ magnétique de notre Soleil. Et ce tout les 11 ans en moyenne.