Une nouvelle étude menée par l'Université de Leeds et l'Université de Californie à San Diego montre que les changements de direction du champ magnétique terrestre peuvent se produire 10 fois plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant.
Leur étude fournit de nouvelles informations sur le flux tourbillonnant de fer à 2800 kilomètres sous la surface de la planète et sur la façon dont il a affecté le mouvement du champ magnétique au cours des cent mille dernières années.
Notre champ magnétique est créé et maintenu par le flux convectif de métal fondu qui forme le noyau externe de la Terre. Le mouvement de la fer liquide crée des courants électriques qui alimentent le champ, ce qui non seulement aide à orienter les systèmes de navigation, mais nous aide également à nous protéger des rayonnements extraterrestres nocifs et à maintenir notre atmosphère en place.
Le champ magnétique change constamment. Les satellites offrent désormais de nouveaux moyens de mesurer et de suivre ses déplacements actuels, mais le domaine existe bien avant l'invention des appareils d'enregistrement artificiels. Pour capturer l'évolution du champ vers l'arrière à travers le temps géologique, les scientifiques analysent les champs magnétiques enregistrés par les précipitations, les coulées de lave et les artefacts artificiels. Suivre avec précision le signal du champ principal de la Terre est extrêmement difficile, et par conséquent, le taux de changement de champ évalué par ces types d'analyses est toujours débattu.
Maintenant, le Dr Chris Davis, professeur agrégé à Leeds et le professeur Catherine Constable du H. Scripps, Université de Californie, San Diego, a adopté une approche différente. Ils ont combiné des simulations informatiques du processus de génération de champ avec une reconstruction récemment publiée des changements du champ magnétique terrestre au cours des 100 000 dernières années.
Leur étude, publiée dans Nature Communications, montre que les changements de direction du champ magnétique terrestre ont atteint des vitesses 10 fois la fluctuation de courant la plus rapide allant jusqu'à un degré par an.
Ils démontrent que ces changements rapides sont associés à un affaiblissement localisé du champ magnétique. Cela signifie que ces changements se produisent généralement à des moments où le champ a changé de polarité, ou lors de déviations géomagnétiques, lorsque l'axe du dipôle, correspondant aux lignes de force qui surviennent à un pôle magnétique et convergent à l'autre, se déplace loin des endroits au nord et au sud. pôles géographiques.
L'exemple le plus frappant de cela dans leur étude est le brusque changement de direction du champ géomagnétique d'environ 2,5 degrés par an il y a 39 000 ans. Ce changement était associé à des intensités de champ localement faibles dans une région spatiale confinée au large de la côte ouest de l'Amérique centrale et faisait suite à la randonnée mondiale de Lashamp - un court changement du champ magnétique terrestre il y a environ 41000 ans.
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De tels événements sont révélés dans des simulations informatiques du champ, qui peuvent révéler beaucoup plus de détails sur leur origine physique qu'une reconstruction paléomagnétique limitée.
Leur analyse détaillée montre que les changements de direction les plus rapides sont associés au mouvement des points de reflux le long de la surface du noyau liquide. Ces taches sont plus fréquentes aux basses latitudes, ce qui suggère que les recherches futures de changements rapides de direction devraient se concentrer sur ces zones.
Le Dr Davis de la Earth and Environment School a déclaré: «Nous avons une connaissance très incomplète de notre champ magnétique jusqu'à il y a 400 ans. Parce que ces changements rapides représentent certaines des propriétés les plus extrêmes du noyau liquide, ils peuvent fournir des informations importantes sur le comportement de l'intérieur de la Terre.
Le professeur Constable a déclaré: «Il peut être très difficile de comprendre si les simulations informatiques d'un champ magnétique reflètent avec précision le comportement physique du champ géomagnétique tel qu'indiqué par les données géologiques.
«Mais dans ce cas, nous avons réussi à parvenir à une compréhension mutuelle à la fois sur le taux de changement et sur la localisation générale des événements les plus extrêmes dans un certain nombre de simulations informatiques. Une étude plus approfondie de l'évolution de la dynamique dans ces simulations offre une stratégie utile pour documenter comment ces changements rapides se produisent et s'ils sont également détectés pendant les périodes de polarité magnétique stable, comme ce que nous vivons aujourd'hui.