Le champ magnétique terrestre

La magnétosphère est un champ magnétique qui entoure la Terre entre 800 et 1000 km d’altitude [1]. Il est produit par les mouvements qui animent le magma au centre de la Terre [2]. Les mouvements de ce magma qui contient du métal liquide (fer et nickel) produit un effet "dynamo", relayé par les océans de la surface (l’eau salée est conductrice).

Le dipôle de ce champ magnétique est décalé de 11° par rapport à l’axe de rotation de la Terre, c’est-à-dire que le pôle nord magnétique ne se situe pas au même endroit que le Pôle Nord. Le pôle magnétique bouge souvent autour de son axe. En janvier 2011, le pôle nord magnétique était situé à 675 km du pôle nord géographique et se déplaçait vers l’est à raison de 55 km/an. Le pôle sud magnétique se déplace encore plus vite que le nord [3].

Cela a évidemment un effet sur les boussoles : l’écart en France était de 3,5° en 1990 et de 0,5° seulement en 2011, car cet écart diminue de 0°8’ par an.

Trois facteurs peuvent modifier le champ magnétique terrestre et la position des pôles magnétiques :

• les orages magnétiques provoqués par les éruptions solaires
• l’activité volcanique par laquelle le magma se déplace à la surface
• les pôles secondaires situés à plusieurs endroits de la terre, au nombre desquels on peut sans doute compter le Triangle des Bermudes [4] et peut-être aussi le lac Poyang en Chine [5]

 Les mesures du champ magnétique

Des laboratoires terrestres mesurent le "bruit" radio provoqué par les particules rentrant dans l’atmosphère depuis le 19^e siècle. Des radars spécialisés, les ionosondes, étudient la haute atmosphère (la ionosphère) à 500 km d’altitude [6].

Divers satellites mesurent également le champ magnétique terrestre :

• 0S08 à une altitude de 500 km (il a fonctionné de 1978 à 1995 et n’est plus en activité)
• SAMPEX est sur une altitude de 500 km environ mais avec une orbite plus elliptique qu’OSO8 (lancé en 1991, il fonctionne toujours actuellement)
• NOAA14 à 18, dont le plus haut tourne autour de la Terre à 850 km d’altitude

 Les ceintures de Van Hallen

Les explosions de supernova et les vent solaires [7] produisent des particules énergétiques. Une partie de ces rayons ionisants est piégée sous la forme d’électrons et de protons faiblement chargés, à 25 000 km d’altitude, appelée "ceinture extérieure de Van Allen", du nom de son découvreur [8].

Une deuxième partie est piégée sous la forme de protons hautement énergétiques, à 5 000 km, nommée "ceinture intérieure de Van Allen" [9].

Une troisième et dernière partie atteint la magnétosphère qui la dévie vers les pôles, où leur action ionisante sur les atomes de la haute atmosphère (l’ionosphère) produit les aurores boréales (au Pôle Nord) et les aurores australes (au Pôle Sud) [10].

 Le bouclier magnétique protège la vie et la technologie

La magnétosphère protège notre ADN des particules chargées d’énergie envoyées par le Soleil et le reste de l’espace (explosion de super-novas, quasars, etc.). Ces particules sont beaucoup plus puissantes que celles que produisent les accélérateurs du CERN près de Genève. On connaît leurs dangers par leurs effets sur les cellules des êtres vivants envoyés dans l’espace [11]. On peut donc dire que la magnétosphère représente pour nous un bouclier magnétique. De manière plus générale, ce bouclier est nécessaire au développement de la vie sur une planète.

Par comparaison, Mars a possédé un champ magnétique qui a aujourd’hui disparu. Mars était plus petite que la Terre, son noyau s’est refroidi plus vite, elle n’a donc plus de champ magnétique. Les scientifiques et les auteurs de science-fiction qui imaginent la terraformation de Mars oublient souvent l’absence de magnétosphère et le problème des rayons cosmiques.

Le bouclier magnétique protège également les transformateurs d’une surcharge sous l’effet d’un puissant vent solaire (chargé de protons). Autrement dit, les transformateurs des pylônes électriques.seraient grillés et no villes seraient coupées d’électricité. Les satellites de télécommuniation se protègent autrement [12] : ils se retournent pour faire "dos" au Soleil dans le cas d’une éruption solaire en direction de notre planète. Ils seraient détruits s’ils ne le faisaient pas. Les astronautes qui ont marché sur la Lune ont bénéficié d’un coup de chance en 1969 : si un vent solaire avait touché leur vaisseau, ils n’auraient jamais pu revenir sur Terre.

Les satellites en orbite autour de la Terre et les télescopes spatiaux, comme Hubble, ont également besoin du champ magnétique terrestre pour s’orienter [13].

Ainsi, on peut dire que le champ magnétique est une condition sine qua none au développement de la vie et des télécommunications [14].

 L’inversion du champ magnétique terrestre

Le champ magnétique terrestre se retourne tous les 250 000 ans à 500 000 ans. Le dernier retournement en date remonte à 780 000 ans. Cela signifie un retard de 250 000 ans environ.

Une (…) étude démontre que les moments d’inversion sont marqués par une baisse d’intensité du champ magnétique terrestre. On suppose donc que, pendant ces périodes d’inversion, le champ magnétique terrestre passe par un minimum, avec une magnétosphère beaucoup plus faible, laissant passer les rayonnements cosmiques jusqu’à l’ionosphère.

Cet affaiblissement toucherait les pôles secondaires les uns après les autres, avant d’entraîner l’ensemble de la "dynamo" terrestre. Durant cette inversion, la Terre serait particulièrement exposée aux vents solaires.

 Les prémisses d’une inversion

Depuis 50 ans, on détecte une diminution du champ magnétique terrestre. L station Bulder au Colorado détectait un ralentissement du flux de particules à 300 km d’altitude en 1950. Aujourd’hui, ces particules ne sont plus freinées qu’à quelques centaines de kilomètres.

Cette diminution oblige les satellites et les téléscopes spatiaux qui s’orientent avec le champ magnétique, tels que le téléscope spatial Hubble, à fonctionner dans une zone de plus en plus restreinte.

Cette variation est inégale dans les deux hémisphères : la magnétosphère est 20% moins puissante dans l’hémisphère nord.

En 2002, les chercheurs du département de géomagnétisme et paléomagnétisme de l’Institut de physique du globe de Paris (IPG) publient une étude [15], selon laquelle quatre régions subissent des variations du champ magnétique. Ces régions seraient autant de pôles secondaires.

• La première est située sous l’océan Pacifique, dans l’hémisphère Nord. Le champ magnétique y est particulièrement fort et la variation observée reste faible.
• La seconde correspond à l’anomalie atlantique sud [16]. Dans cette zone, située dans le Pacifique, entre les îles Galapagos, la Terre de Feu, l’Afrique du Sud, la Namibie et les îles Cap-Vert, le magnétisme a diminué de manière importante [17], en passant de 48000 nanoteslas environ (le taux en Europe) à de 22000 nanoteslas seulement en son centre.
• Les deux autres se situent aux pôles.

Cette étude conclut : "le mécanisme mis en œuvre dans les variations constatées pourrait être similaire à celui des inversions magnétiques".

En 2005, deux scientifiques : le Français géologue Jean-Jacques Orgeval et le géophysicien canadien Larry Newitt mesurent que le Pôle Nord s’est déplacé de près de 120kms en un an, soit une moyenne de 300 m par jour. Pour vérifier ces résultats spectaculaires ils sont retournés en avril 2007, en pleine Année Polaire Internationale au Pôle Magnétique.

Par ailleurs, les aurores boréales se multiplient en dehors du cercle polaire. Ainsi, le 15 février 2011, on attendait une aurore terrestre dans le ciel belge, mais le nuage de plasma a ralenti et est arrivé de jour dans l’atmosphère terrestre, si bien qu’il n’a pas pu être observé [18]. Des conditions météorologiques défavorables auraient également pu cacher le phénomène. L’extension des aurores "boréales", que l’on devrait appeler des aurores terrestres, dans des zones autrefois protégées par le bouclier magnétique, montrent une diminution du champ magnétique terrestre.

Cette "anomalie" pourrait annoncer une prochaine inversion des pôles :

(…) Les données des satellites tels que OSO8, NOAA (14 à 18), SAMPEX et les ionosondes apportent aujourd’hui une nouvelle vision de cette anomalie. Leurs mesures montrent inéluctablement la présence d’aurores terrestres. Des éléments nouveaux sur cette anomalie terrestre pourrait annoncer une prochaine inversion de polarité de la Terre d’ici 1000 ans [19].

 Une conséquence inattendue

En dehors des effets nocifs de ces rayons cosmiques sur la division cellulaire, certains auteurs entrevoient la possibilité de mutations du génome [20] :

Lors des inversions passées du champ magnétique, les laboratoires spécialisés dans les datations ont mis en évidence une hausse de radioactivité à la surface de la Terre. C’est l’augmentation de la radioactivité en général et notamment l’augmentation des isotopes radioactifs du carbone 14 qui pourraient être la cause d’une diversification des espèces terrestres par mutation [21].

 De nombreuses inconnues

Nous ne connaissons pas encore avec certitude les conditions, les effets et la durée d’une inversion des pôles magnétiques, d’une inversion des pôles. Mais le champ magnétique terrestre n’est pas immuable et il faut s’attendre à des variations plus importantes que celles que nous avons connues jusqu’ici. Il ne s’agit pas de catastrophisme, mais uniquement de prévention ou de gestion des risques [22].

_{Illustrations de l’article : images NASA libres de droit.}

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_{The world is strange, it isn’t ?}