Le champ magnétique terrestre est le champ magnétique qui entoure la Terre. Il est parfois appelé champ géomagnétique.
Le champ magnétique terrestre est créé par la rotation de la Terre et du noyau terrestre. Il protège la Terre contre les particules nocives de l’espace. Ce champ est instable et a souvent changé au cours de l’histoire de la Terre. Le champ magnétique crée des pôles magnétiques qui sont proches des pôles géographiques. Une boussole utilise le champ géomagnétique pour trouver des directions. De nombreux animaux migrateurs utilisent également ce champ lorsqu’ils parcourent de longues distances au printemps et à l’automne. Les pôles magnétiques échangeront leurs places lors d’une inversion magnétique.Lorsque la Terre tourne, les deux parties du noyau se déplacent à des vitesses différentes et on pense que cela génère le champ magnétique autour de la Terre et lui donne l’impression d’avoir un gros aimant en forme de barreau à l’intérieur.
Caractéristiques
Le champ géomagnétique de la Terre est créé à cause de deux choses. Les mouvements convectifs dans le noyau conducteur liquide à l’intérieur du centre de la Terre sont importants pour faire le champ magnétique. Lorsque les mouvements de convection se produisent avec les courants électriques autour de la Terre, le champ magnétique est créé. La rotation de la Terre est ce qui maintient le champ magnétique. L’interaction entre les mouvements de convection et les courants électriques crée un effet dynamo.
L’intensité du champ magnétique est la plus forte près des pôles magnétiques où il est vertical. L’intensité du champ est la plus faible près de l’équateur où il est horizontal. L’intensité du champ magnétique est mesurée en gauss.
Le champ magnétique a diminué en intensité au cours des dernières années. Au cours des vingt-deux dernières années, le champ a diminué son intensité de 1,7 % en moyenne. Dans certaines zones du champ, l’intensité a diminué jusqu’à 10%. La diminution rapide de la force du champ est un signe que le champ magnétique pourrait s’inverser. Cette inversion pourrait se produire dans les quelques milliers d’années à venir. Il a été démontré que le mouvement des pôles magnétiques est lié à la diminution de la force du champ magnétique.
Une inversion géomagnétique se produit lorsque le pôle magnétique nord et le pôle magnétique sud échangent leur place. Cela s’est produit à quelques reprises au cours de l’histoire de la Terre. L’inversion magnétique se produit après que l’intensité du champ atteigne zéro. Lorsque l’intensité recommence à augmenter, elle augmente dans la direction opposée, ce qui provoque une inversion des pôles magnétiques. Le temps nécessaire au champ magnétique pour subir une inversion est inconnu, mais peut durer jusqu’à dix mille ans. Les inversions magnétiques de la Terre sont enregistrées dans les roches, notamment dans le basalte. Les scientifiques pensent que la dernière inversion géomagnétique a eu lieu il y a 780 000 ans.
Magnétosphère
La magnétosphère est créée par le champ magnétique. C’est la zone autour de la Terre qui agit comme un bouclier contre les particules nocives du vent solaire. La magnétosphère possède de nombreuses couches et structures différentes, et le vent solaire façonne chacune de ces couches. L’interaction du vent solaire et de la magnétosphère est également à l’origine de l’apparition des aurores boréales et australes. La magnétosphère est très importante pour protéger la Terre contre les tempêtes solaires qui augmentent l’activité du vent solaire. Les tempêtes solaires peuvent provoquer des tempêtes géomagnétiques qui ont parfois des effets graves sur la Terre.
Les zones situées entre les pôles magnétiques nord et sud sont les lignes de champ magnétique. Ces lignes quittent la Terre par le point vertical du Sud et y rentrent par le point vertical du Nord. Ces deux points verticaux sont appelés pôles d’immersion magnétique. Les dip poles magnétiques sont communément appelés les pôles magnétiques. Les pôles magnétiques coupent la terre en deux points. Le pôle magnétique nord croise la Terre à 78,3 de latitude nord et 100 de longitude ouest. Cela place le pôle magnétique nord dans le cercle polaire arctique. Le pôle magnétique sud coupe la Terre à 78,3 de latitude sud et 142 de longitude est. Le pôle magnétique sud se trouve donc en Antarctique. Les pôles magnétiques sont également les endroits où les champs magnétiques sont les plus forts.
Pôles magnétiques de la Terre
Pôle magnétique nord
Le pôle magnétique nord est le point de la surface de l’hémisphère nord de la Terre où le champ magnétique de la planète pointe verticalement vers le bas. Il n’y a qu’un seul endroit où cela se produit, près du pôle Nord géographique (mais distinct de celui-ci).
Son homologue dans l’hémisphère Sud est le pôle Sud magnétique. Le champ magnétique de la Terre n’étant pas exactement symétrique, une ligne tracée de l’un à l’autre ne passe pas par le centre géométrique de la Terre.
Le pôle Nord magnétique se déplace au fil du temps en raison des changements magnétiques du noyau terrestre. En 2001, il se trouvait près de l’île d’Ellesmere, dans le nord du Canada, à 81°18′N 110°48′W / 81,3°N 110,8°W. En 2015, on pense que le pôle s’est déplacé vers l’est au-delà de la revendication territoriale de l’Arctique canadien, à 86°18′N 160°00′W / 86,3°N 160,0°W.
Les pôles magnétiques nord et sud de la Terre sont également connus sous le nom de pôles magnétiques plongeants, en référence au « pendage » vertical des lignes de champ magnétique à ces points.
Inversion du champ magnétique terrestre
La Terre change effectivement de pôle magnétique tous les millions d’années (plus ou moins 250 000 ans). Avant un changement de champ magnétique, le champ magnétique de la Terre s’affaiblit et se déplace, comme le ferait une toupie avant de tomber. La Terre a déjà connu des centaines de changements (flip flops). Les scientifiques le savent grâce à l’étude du magnétisme au fond de la mer, près de la dorsale médio-atlantique. La lave sort lentement de cette crevasse (trou dans le fond de la mer), puis se refroidit avec ses molécules d’oxyde de fer qui pointent toutes dans la nouvelle direction du champ magnétique terrestre. Nous pouvons examiner l’histoire de ce champ magnétique aujourd’hui pour regarder les nombreux retournements du passé.
Les renversements se produisent à des intervalles allant de moins de 0,1 million d’années à 50 millions d’années. Le renversement géomagnétique le plus récent, appelé renversement Brunhes-Matuyama, s’est produit il y a environ 780 000 ans. Une autre inversion globale du champ terrestre, appelée événement de Laschamp, s’est produite pendant la dernière période glaciaire (il y a 41 000 ans). Cependant, en raison de sa brève durée, il est appelé « excursion ».
Animaux migrateurs
Les animaux qui effectuent de longues migrations peuvent dépendre du champ magnétique pour se guider.
Certains animaux migrateurs connaissent leur emplacement grâce à l’intensité du champ. Ils connaissent l’heure grâce aux rythmes circadiens que le champ produit. Les animaux migrateurs naissent avec une carte magnétique dans la tête qui leur permet de migrer sur de grandes distances en toute sécurité. Leur capacité à détecter le champ magnétique est due aux particules magnétiques. D’autres animaux possèdent une boussole chimique basée sur un mécanisme de paires de radicaux.
Images pour enfants
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Simulation par ordinateur du champ terrestre dans une période de polarité normale entre les inversions. Les lignes représentent les lignes de champ magnétique, bleues lorsque le champ pointe vers le centre et jaunes lorsqu’il s’en éloigne. L’axe de rotation de la Terre est centré et vertical. Les amas denses de lignes se trouvent à l’intérieur du noyau terrestre.
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Arière-plan : ensemble de traces d’observatoires magnétiques montrant un orage magnétique en 2000. Globe : carte montrant les emplacements des observatoires et les courbes de niveau donnant l’intensité magnétique horizontale en μ T.
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Contours de déclinaison estimés par année, de 1590 à 1990 (cliquez pour voir la variation).
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Variations du moment dipolaire axial virtuel depuis la dernière inversion.
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Schéma illustrant la relation entre le mouvement du fluide conducteur, organisé en rouleaux par la force de Coriolis, et le champ magnétique que ce mouvement génère.
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Modèle des caractéristiques à courte longueur d’onde du champ magnétique terrestre, attribuées à des anomalies lithosphériques.
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