Swarm montre l’affaiblissement du champ magnétique terrestre

Par Troy Oakes
Le 27/05/2020
On pense que le champ magnétique est en grande partie généré par un océan de fer liquide surchauffé et tourbillonnant qui constitue le noyau externe de la Terre à 3 000 km sous nos pieds. (Image : ESA / ATG Medialab)
On pense que le champ magnétique est en grande partie généré par un océan de fer liquide surchauffé et tourbillonnant qui constitue le noyau externe de la Terre à 3 000 km sous nos pieds. (Image : ESA / ATG Medialab)
 

Dans une zone s’étendant de l’Afrique à l’Amérique du Sud, le champ magnétique terrestre s’affaiblit progressivement. Ce comportement étrange a intrigué les géophysiciens et provoque des perturbations techniques dans les satellites en orbite autour de la Terre.

Les scientifiques utilisent les données de la constellation Swarm de l’ESA pour améliorer notre compréhension de cette zone connue sous le nom d’« anomalie de l’Atlantique Sud ».

Le champ magnétique terrestre est vital pour la vie sur notre planète. C’est une force complexe et dynamique qui nous protège du rayonnement cosmique et des particules chargées du soleil. Le champ magnétique est, en grande partie, généré par un océan de fer liquide surchauffé et tourbillonnant qui constitue le noyau externe à environ 3000 km sous nos pieds. Agissant comme un conducteur de rotation dans une dynamo de vélo, il crée des courants électriques, qui à leur tour, génèrent notre champ électromagnétique en constante évolution.

 

D’autres sources de magnétisme proviennent des minéraux du manteau et de la croûte terrestre, tandis que l’ionosphère, la magnétosphère et les océans jouent également un rôle. La constellation de trois satellites Swarm de l’ESA est conçue pour identifier et mesurer précisément ces différents signaux magnétiques. Cela conduira à de nouvelles perspectives sur de nombreux processus naturels, de ceux qui se produisent au plus profond de la planète aux conditions météorologiques provoquées par l’activité solaire
D’autres sources de magnétisme proviennent des minéraux du manteau et de la croûte terrestre, tandis que l’ionosphère, la magnétosphère et les océans jouent également un rôle. La constellation de trois satellites Swarm de l’ESA est conçue pour identifier et mesurer précisément ces différents signaux magnétiques. Cela conduira à de nouvelles perspectives sur de nombreux processus naturels, de ceux qui se produisent au plus profond de la planète aux conditions météorologiques provoquées par l’activité solaire. (Crédit: ESA / ATG Medialab)
 

Ce champ est loin d’être statique et varie à la fois en force et en direction. Par exemple, des études récentes ont montré que la position du pôle magnétique nord change rapidement. Au cours des 200 dernières années, le champ magnétique a perdu environ 9% de sa force en moyenne mondiale. Une grande région d’intensité magnétique réduite s’est développée entre l’Afrique et l’Amérique du Sud et est connue sous le nom d’anomalie de l’Atlantique Sud.

De 1970 à 2020, l’intensité minimum du champ dans cette zone est passée d’environ 24000 nanoteslas à 22000, tandis que dans le même temps la zone de l’anomalie a augmenté et s’est déplacée vers l’ouest à un rythme d’environ 20 km par an. Au cours des cinq dernières années, un deuxième centre d’intensité minimale a émergé au sud-ouest de l’Afrique - indiquant que l’anomalie de l’Atlantique Sud pourrait se diviser en deux cellules distinctes.

L’anomalie de l’Atlantique Sud fait référence à une zone où notre bouclier protecteur est faible. Une animation montre la force du champ magnétique à la surface de la Terre de 2014 à 2020 sur la base des données collectées par la constellation de satellites. (Crédit: Division du géomagnétisme, DTU Space)

 

A

 

Le champ magnétique terrestre est souvent visualisé comme un barreau aimanté dipolaire puissant au centre de la planète, incliné à environ 11° par rapport à l’axe de rotation. Cependant, la croissance de l’anomalie de l’Atlantique Sud indique que les processus impliqués dans la génération du champ sont beaucoup plus complexes. Les modèles dipolaires simples ne sont pas en mesure de tenir compte du développement récent du deuxième minimum.

L’anomalie de l’Atlantique Sud fait référence à une zone où notre bouclier protecteur est faible. Les points blancs sur la carte indiquent des événements individuels lorsque les instruments Swarm ont enregistré l’impact du rayonnement d’avril 2014 à août 2019. Le fond est la force du champ magnétique à l’altitude du satellite de 450 km. (Crédit: Division du géomagnétisme, DTU Space)

 

B

 

Les scientifiques du Swarm Data, Innovation, and Science Cluster (DISC) utilisent les données de la constellation de satellites Swarm de l’ESA pour mieux comprendre cette anomalie. Le nuage de satellites est conçu pour identifier et mesurer avec précision les différents signaux magnétiques qui composent le champ magnétique terrestre.

Jürgen Matzka, du Centre allemand de recherche en géosciences, a déclaré : « Le nouveau minimum oriental de l’anomalie de l’Atlantique Sud est apparu au cours de la dernière décennie et ces dernières années se développe vigoureusement. Nous sommes très chanceux d’avoir des satellites Swarm en orbite pour enquêter sur le développement de l’anomalie de l’Atlantique Sud. Le défi consiste maintenant à comprendre les processus au cœur de la Terre qui entraînent ces changements. »

Il a été spéculé si l’affaiblissement actuel du champ est un signe que la Terre se dirige vers une inversion imminente des pôles - dans laquelle les pôles magnétiques nord et sud changent de place. De tels événements se sont produits de nombreuses fois au cours de l’histoire de la planète et même si nous attendons depuis longtemps le rythme moyen auquel ces inversions se produisent (environ tous les 250 000 ans), la baisse d’intensité dans l’Atlantique Sud qui se produit maintenant se situe bien dans ce qui est considéré comme des niveaux normaux de fluctuations.

Au niveau de la surface, l’anomalie de l’Atlantique Sud ne présente aucune raison de s’alarmer. Cependant, les satellites et autres engins spatiaux volant dans la région sont plus susceptibles de connaître des dysfonctionnements techniques car le champ magnétique est plus faible dans cette région, de sorte que les particules chargées peuvent pénétrer les altitudes des satellites en orbite terrestre basse. Le mystère de l’origine de l’anomalie de l’Atlantique Sud reste à résoudre. Cependant, une chose est certaine: les observations de champ magnétique par les satellites Swarm fournissent de nouvelles perspectives passionnantes sur les processus à peine compris de l’intérieur de la Terre.


Fourni par : European Space Agency


Traduit par Nello Tinazzo

Version en anglais : Swarm Probes Weakening of Earth’s Magnetic Field