Origine des inversions magnétiques

Henri-Claude Nataf

Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble.

Yanick Ricard

Laboratoire de Sciences de la Terre, ENS Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

10/01/2001

Résumé

Le champ magnétique terrestre et ses inversions, état actuel des connaissances.


Question

Subject : changement pôle magnétique terrestre Date : Sun, 17 Déc. 2000

From c.v To : Prof.Ducaillou@ens-lyon.fr

« Je voudrais savoir quelle est l'origine des changements de pôles magnétiques au cours de l'histoire de notre planète Terre. »

Réponse

Les inversions magnétiques, un problème à résoudre

Les physiciens savent que les mouvements dans le noyau sont fortement influencés par la force de Coriolis (comme les écoulements dans l'atmosphère et l'océan).

Il n'y a rien de surprenant à ce que le dipôle magnétique soit orienté soit vers le Nord soit vers le Sud, car, pour un même écoulement à l'intérieur du noyau, les solutions pour le champ magnétique peuvent prendre un signe ou son opposé. Par contre, la façon dont se produit vraiment le basculement reste mystérieuse.


Les observations paléomagnétiques suggèrent que le pôle peut basculer (ou faire une large excursion loin de sa position proche de l'un ou l'autre des pôles géographiques) en un temps inférieur à 5.000 ans : un temps presque instantané à l'échelle des temps géologiques !

Les scientifiques ne l'ont encore jamais observé directement même si nos ancêtres l'ont subi : le pôle s'inverse de façon non périodique, chaotique mais avec des périodes de stabilité d'environ 200.000 ans.

Que nous disent les modèles ?

Les quelques modèles numériques qui montrent des inversions magnétiques ont des conditions de température non homogènes à la frontière noyau/manteau. Est-ce pour autant un ingrédient essentiel ?

Par ailleurs, les modèles sont encore loin d'être dans le bon domaine des paramètres : on ne sait pas simuler sur ordinateur les mouvements d'un fluide aussi peu visqueux que parait l'être le fer liquide du noyau et en rotation aussi rapide que notre planète...

Enfin, notez que le fait même qu'il y ait un dipôle avec un axe Nord-Sud bien identifié n'est pas évident. On s'attend bien sûr à ce que cela soit associé à la rotation de la Terre, et c'est effectivement le cas, mais la façon dont se traduit cet effet de la rotation n'est bien compris que dans des modèles encore éloignés de la réalité géophysique.

Pour en savoir plus

Nataf H-C. et J. Sommeria, coordinateurs, La physique et la Terre , Collection Croisée des Sciences, Belin-CNRS-Editions, 143 pp, 1998. ISBN-13: 978-2701123707.