Les anomalies magnétiques de la Terre, comme si vous y étiez

Grâce à cette carte en 3D de l’Agence spatiale européenne, vous pouvez savoir si vous habitez dans une zone magnétiquement anormale.

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23 Mars 2017, 8:00am

Le champ magnétique terrestre joue un rôle crucial. Il protège notre planète des radiations générées par les vents solaires et les rayons cosmiques. Ce bouclier invisible tire la majeure partie de sa puissance d'une sorte de dynamo, ou « géodynamo, » géante, c'est-à-dire le mécanisme par lequel l'énergie cinétique du noyau externe liquide et convectif de notre planète en transformée en énergie magnétique. Mais la lithosphère de la Terre, (sa croûte et son manteau supérieur), contient des minéraux magnétiques qui contribuent à donner un petit coup de pouce à ce système défensif. La lithosphère est, à son tour, sculptée par les changements de polarité de l'activité magnétique terrestre au fil du temps.

Les scientifiques tentent de mieux comprendre les propriétés magnétiques de la lithosphère depuis des décennies. Cependant, il peut être difficile de détecter cette contribution mineure de la lithosphère au champ magnétique surpuissant généré par le noyau terrestre.

Pour tenter de résoudre les mystères qui entourent encore le champ magnétique terrestre, l'Agence spatiale européenne (ESA) a lancé la mission spatiale Swarm en novembre 2013. Celle-ci consiste en l'utilisation d'un essaim de trois mini-satellites – Alpha, Bravo et Charlie – afin de détecter les signaux et les anomalies magnétiques extrêmement subtiles au niveau de l'enveloppe rigide de la Terre.

Concept art de la constellation Swarm. Image : ESA/AOES Medialab

Mardi, les responsables de la mission Swarm ont dévoilé une carte du champ magnétique lithosphérique à la plus haute résolution jamais produite depuis l'espace. Présentés lors de la quatrième réunion annuelle du Swarm Science Meeting, qui se déroule du 20 au 24 mars à Banff, au Canada, ces nouveaux résultats accompagnés d'une carte animée révèlent les caractéristiques magnétiques cachées du sol terrestre sur lequel nous marchons tous les jours.

Carte du champ magnétique lithosphérique. Video: ESA/DTU Space/DLR/YouTube

Le globe ainsi simulé est basé sur les données Swarm et les observations du projet German Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) qui a utilisé des satellites en orbite de 2000 à 2010. L'animation nous montre d'abord une vue topographique de la planète, sur laquelle elle surimpose ensuite les couleurs correspondant à l'intensité de la force magnétique détectée.

L'extrémité bleue du spectre coloré correspond à un signal faible, tandis que les régions en rouge, considérées comme des anomalies de la croûte terrestre, sont exceptionnellement riche en minéraux magnétiques. Certaines de ces anomalies peuvent avoir été causés par d'anciens impacts de météorites qui ont enrichi les régions comme Bangui – la capitale de la République centrafricaine – de matériaux magnétiques extraterrestres.

Anomalie magnétique à Bangui. Image : ESA/DTU Space/DLR

En plus du code de couleur, la carte montre des ondulations sous-jacentes correspondant aux « bandes magnétiques » de la lithosphère. Elles sont provoquées par l'inversion occasionnelle de la polarité du champ magnétique terrestre, qui se produit environ 4-5 fois par million d'années. Ces inversions sont irrégulières et totalement imprévisibles.

Lorsque le champ se déplace vers le nord, les minéraux magnétiques de la croûte volcanique nouvellement formée s'orientent le long des lignes magnétiques nord. Lorsque le champ se déplace vers le sud, les jeunes minéraux s'alignent dans la direction opposée. Ainsi, l'histoire magnétique de la Terre est gravée à sa surface grâce au fer, au nickel, à la magnétite et à d'autres matériaux magnétiques présents dans la lithosphère.

« Ces bandes magnétiques témoignent de l'inversion des pôles », a déclaré Dhananjay Ravat, géophysicien à l'Université du Kentucky géophysicien qui a contribué à la carte, à la réunion de Swarm. « L'analyse des empreintes magnétiques du plancher océanique permet la reconstruction des changements sur le terrain de base du passé. Ils aident également à enquêter sur les mouvements des plaques tectoniques. »

« La nouvelle carte nous montre le champ magnétique avec une précision de 250 km. Elle nous aidera à étudier les caractéristiques géologiques et les températures de la lithosphère terrestre », conclue Dhananjay Ravat.