LE POLE MAGNETIQUE

Magnétisme terrestre

Inversion du champ magnétique

La découverte du magnétisme terrestre est attribuée à Sir William Gilbert. Il était le médecin de la reine Elisabeth 1re d’Angleterre. Dès 1 600, il publia un traité intitulé De Magnete dans lequel il explique les grands principes du champ magnétique terrestre.

Bien sûr, ces explications sont sommaires. Cependant, malgré notre avancée technologique, les scientifiques ne savent toujours pas exactement comment sont produites ces forces magnétiques.

L’origine du champ magnétique

Aujourd’hui, on sait localiser le moteur du champ magnétique. Il se situe dans le noyau de la Terre, à 2 900 kilomètres sous nos pieds.
Le noyau externe, liquide, formé essentiellement de fer et de nickel et conducteur d’électricité, est en mouvement autour d’une graine solide.
Le noyau est également une dynamo qui s’auto-entretient : les courants électriques entretiennent le champs magnétique.

Lors des inversions, le sens des courants qui remuent le noyau liquide s’inverse.

De manière simple, on peut dire que le champ magnétique terrestre est comparable à un barreau magnétique placé au centre de la Terre.

Inversion du champ magnétique

Le pôle Nord magnétique bouge et se retrouve de temps à autre au sud magnétique . Pour vous donner une idée, si une inversion se produisait aujourd’hui, les oiseaux migrateurs seraient à la dérive, les communications radio seraient perturbées, des accidents de navigation en série se produiraient.

De plus, la vie sur Terre n’est possible que grâce au bouclier magnétique dont bénéficie notre planète. Sans lui, les particules cosmiques, nocives pour tout être vivant, pénètreraient dans notre atmosphère.
Pendant les inversions, le champ magnétique est moins intense ce qui pourrait provoquer une pluie de particules cosmiques.

Les aurores boréales sont une des manifestations du champ magnétique terrestre

Ces inversions se sont inscrites dans les laves refroidies des volcans. Lorsqu’une éruption volcanique se produit, les petites particules magnétiques de la lave se comportent comme de minuscules boussoles.
Elles s’aimantent dans la direction du pôle Nord.
Quand la lave refroidit, la direction de ces mini-aimants reste figée à jamais.

Champ de lave solidifiée à Hawaï

En 1906, un physicien français, observe des coulées volcaniques dont les particules sont orientées vers le sud. Il en conclut que cette éruption s’est produite à une époque où le champ magnétique était opposé.
Nous avons eu confirmation de ces changements dans le passé en étudiant les éruptions sous-marines et les roches volcaniques.

Inversions du champ d'hier et de demain

Il y a à peu près 780 000 ans, le pôle Nord magnétique s’est déplacé pour prendre la place du pôle Sud magnétique. La question est de savoir si cet évènement est exceptionnel ou si des inversions se produisent régulièrement.

Pour les géophysiciens, le pôle magnétique n’a cessé de s’inverser tout au long des temps géologiques.
Quand surviennent-ils ? Combien de temps durent-ils ?

Un historique détaillé de ces inversions de polarité a été établi sur les 7 derniers millions d'années. Il révèle que les inversions importantes se produisent approximativement tous les 500 000 ans.

Pour répondre à ces questions, les paléomagnéticiens ont étudié en détail le passage entre deux périodes stables du champ.

Le voyage du pôle ne durerait que quelques milliers d’années, un bref instant, à l’échelle des temps géologiques.
L’étude de laves âgées de 16 millions d’années, indique que le pôle aurait parcouru à cette époque plusieurs degrés par jour.
Quelques mois auraient donc suffit pour qu’il parcourt les 180° (chaque degré représente 111 km sur la Terre).

Un constat est certain : pour passer du nord au sud, le champs commence à faiblir en intensité.

Le grand désordre qui suit l’inversion peut durer quelques milliers d’années avant de se stabiliser.

On sait qu’actuellement l’intensité du champ magnétique est en baisse constante. Cela annoncerait-il un prochain bouleversement ?

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Je dors, mais mon cœur veille. Cantique des Cantiques, 5, 2

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"Objectif Pôle Nord"

Jean-Jacques Orgeval est un homme indispensable. Ce géologue du BRGM d’Orléans est chargé, avec son homologue canadien Larry Newitt, d’aller à intervalles réguliers dans l’Arctique. Ils vont mesurer la position exacte du Pôle Nord magnétique, ce point mythique qui attire l’aiguille des boussoles et qui permet aux marins, aux pilotes, mais aussi à chacun d’entre nous de s’orienter.

Depuis les premières expéditions de mesure en 1861, le Pôle magnétique s’est déplacé de près de 2 000 kilomètres et bouge aujourd’hui à la vitesse moyenne de 150 mètres par jour ! Mais en raison du réchauffement climatique qui fragilise la banquise et du Pôle qui s’éloigne à grande vitesse des côtes, ce travail devient de plus en plus périlleux. À tel point que les prochaines mesures devront se faire par satellite.

Malgré une polyarthrite rhumatoïde qui le gêne, c’est avec une détermination sans faille que Jean-Jacques Orgeval est parti en 2007 effectuer cette dernière mission de l’histoire.

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Les pôles magnétiques pourraient un jour être inversés

Le géologue français Jean-Jacques Orgeval photographié au cours d'une mission dans l'Arctique, où il traque le pôle Nord magnétique.

Le pôle Nord magnétique se déplace de plus en plus rapidement et son intensité s'amenuise toujours plus chaque jour. Ce qui conduit maints scientifiques à prédire que nous serions à la veille d'une inversion du champ magnétique terrestre, un phénomène rare mais néanmoins récurrent qui nous obligerait à changer nos conventions d'orientation et qui, selon certains géophysiciens, pourrait avoir des conséquences dramatiques sur les organismes vivants.

De stature plutôt frêle mais grand passionné, le géologue français Jean-Jacques Orgeval parcourt l'Arctique depuis 1998 à la recherche du pôle Nord magnétique, lequel a la curieuse tendance de jouer au chat et à la souris contrairement à l'immuable Nord géographique.

Les mouvements du noyau composé de métaux en fusion -- en raison des très hautes températures et pressions qui règnent dans les entrailles de la Terre -- sont à l'origine du champ magnétique terrestre. «En tournant, ce noyau liquide frotte contre les couches supérieures que sont le manteau -- inférieur et extérieur -- et la croûte terrestre, sur laquelle nous vivons. Le frottement entre le noyau et le manteau inférieur induit des forces électromagnétiques qui génèrent le champ magnétique terrestre», explique M. Orgeval, récemment retraité du Bureau de recherche géologique et minier de France. «On a coutume de comparer notre planète à une bobine, comme celle [appelée électroaimant] de la dynamo que l'on fait tourner sur un vélo, au milieu de laquelle se trouve un noyau. À la surface de la Terre, on mesure donc un flux s'apparentant à un courant électrique.» Il s'agit en fait de forces bipolaires d'attraction ou de répulsion, comme il s'en forme avec tous les aimants. Selon l'endroit où on se trouve sur la planète, le flux magnétique qui joue le rôle d'un aimant attirera ou repoussera l'aiguille aimantée de la boussole. Dans l'hémisphère Nord, les lignes de forces magnétiques qui émergent du centre de la Terre au pôle Nord magnétique attirent l'aiguille de la boussole, qui n'indique pas la direction du pôle Nord géographique mais bien celle du pôle Nord magnétique, spécifie le géologue.

Ce flux provenant du coeur de la planète sort à la verticale par rapport à la surface de la Terre au pôle Nord avant d'encercler la planète, puis de pénétrer verticalement dans les couches terrestres au pôle Sud. Le pôle magnétique, ce point où le flux magnétique est vertical, a été mis en évidence par l'explorateur britannique James Clark Ross en 1831. Et Roald Amundsen est celui qui a découvert en 1904 que le pôle magnétique se déplaçait, rappelle M. Orgeval, qui donnera une conférence ce soir au Coeur des sciences de l'UQAM.

«Le pôle magnétique n'est pas un point fixe. Sa position varie au cours des années, voire d'une même journée, et ce, en raison de multiples influences», précise le scientifique et explorateur. D'abord, la composition des roches magmatiques -- contenant plus ou moins de minéraux ferromagnétiques -- qui émergent du pôle influera sur l'orientation que prendra le champ magnétique. De même, le flux solaire, dont l'intensité varie constamment, peut à son tour perturber le champ magnétique terrestre à l'instar «d'une main que l'on opposerait à un jet d'eau». L'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre, qui change ainsi de façon cyclique l'exposition de notre planète au Soleil, exerce une influence certaine sur le champ magnétique terrestre, qui sera également sensible au passage impromptu d'une comète.

«Les deux pôles ne sont pas parfaitement opposés et sont décalés de quelques kilomètres en raison de la disparité des roches du manteau et de la croûte terrestre, dont certaines sont magnétiques, comme la magnétite, qui influent sur le passage du flux et en perturbe la trajectoire», fait remarquer le géologue.

En s'élevant dans l'espace à partir du pôle magnétique, le flux de forces électromagnétiques forme un parapluie qui s'oppose au rayonnement cosmique ainsi qu'aux vents solaires qui projettent sur nous des particules extrêmement nuisibles pour toutes les formes de vie, souligne le scientifique. «La magnétosphère est cette zone où le flux de forces électromagnétiques fait écran au rayonnement issu des éruptions solaires. Sans ce bouclier protecteur, il n'y aurait pas de vie telle que nous la connaissons aujourd'hui. On pense même que les grandes périodes d'extinction, notamment celle des dinosaures, sont liées à des perturbations du champ magnétique. Si la magnétosphère ne fonctionne plus, la planète est bombardée par des rayonnements susceptibles d'entraîner des mutations génétiques.» Les sauts génétiques qui ont permis à certaines espèces d'évoluer très rapidement sont souvent survenus lors de bouleversements du champ magnétique. Lequel peut carrément s'inverser, comme nous l'ont révélé des études de paléomagnétisme (qui s'intéresse aux champs géomagnétiques passés).

Des roches révélatrices

Lorsque les roches volcaniques surgissent à la surface de la Terre, elles cristallisent. Au moment où les minéraux se forment, ceux d'origine ferromagnétique s'ordonnent en fonction de l'orientation du champ magnétique présent. «En notant l'orientation des roches qu'ils prélèvent, les géologues peuvent ainsi retrouver la direction du champ magnétique à l'époque de la cristallisation des minéraux. Or, en étudiant le paléomagnétisme des roches, on s'est aperçu qu'il y a des périodes où le champ magnétique s'est inversé», son orientation a changé de direction, c'est-à-dire que le pôle Nord devenait le pôle Sud ou inversement. Soit dit en passant, en raison d'une erreur d'appellation historique, le pôle Nord magnétique est en réalité le pôle Sud magnétique qui attire l'aiguille aimantée de la boussole, laquelle joue le rôle de pôle «Nord».

Les inversions du champ magnétique terrestre ont été nombreuses au cours de l'histoire géologique, et la dernière aurait eu lieu il y a 780 000 ans, alors qu'Homo erectus vivait sur notre planète. Au cours de cinq expéditions dans l'Arctique effectuées en une dizaine d'années, Jean-Jacques Orgeval, avec son collègue canadien Larry Newitt, de la Commission géologique canadienne, a relevé la position du pôle Nord magnétique (qui ne se trouvait pas où ils s'attendaient) et mesuré son intensité. Les deux compères scientifiques ont ainsi découvert que la vitesse de déplacement du pôle Nord magnétique était passée d'une migration de 10 à 20 km/an au début du siècle dernier à des vélocités de 50 à 60 km/an, avec des pointes atteignant les 80 km/an.

Les explorateurs ont également observé une baisse significative de l'intensité du champ géomagnétique et, de ce fait, de son effet protecteur. «L'ensemble de ces observations peuvent nous laisser croire que nous nous dirigeons vers une nouvelle inversion, mais dans l'histoire, il y a eu beaucoup de phénomènes semblables qui ont avorté. Il ne s'agit peut-être que de perturbations locales», prévient le géologue. Et si inversion il y avait, elle ne se produirait pas nécessairement à la suite de l'arrêt du champ magnétique, c'est-à-dire par un passage au point zéro, qui serait dramatique pour la vie sur Terre. L'inversion pourrait tout aussi bien être sans conséquence, outre le changement de nos conventions qu'elle exigerait, affirme M. Orgeval

Mais le plus merveilleux de ces découvertes est qu'elles ont été effectuées dans le cadre d'un projet scientifique destiné à ramasser des fonds pour la recherche médicale sur la génétique de la polyarthrite rhumatoïde dont est atteint M. Orgeval -- son camarade Larry Newitt souffre pour sa part de la maladie de Parkinson. «Le fait de réaliser ce projet scientifique dans l'Arctique m'a soigné. Il m'a permis de maintenir une activité. Autrement, je serais probablement en fauteuil roulant aujourd'hui. Et l'air sec de l'Arctique était même bénéfique pour mes articulations», a lancé le charmant et fringant scientifique français alors qu'il s'embarquait pour Sherbrooke à bord d'un autocar hier matin.
http://www.apsq.org/agenda.php?idEvenement=67&page=1
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Je dors, mais mon cœur veille. Cantique des Cantiques, 5, 2

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La réponse est oui. Mais quant à pouvoir donner une date exacte, cela est impossible dans la mesure où ce phénomène n'a jamais pu être enregistré par notre civilisation!

Les phénomènes liés au magnétisme terrestre sont mêmes actuellement l'objet de théories qui pourraient remettre en question l'évolution même du globe, ainsi certains avancent même que la planète serait en expansion.