Le magnétisme terrestre

I-                    Le champ magnétique Terrestre

La Terre se comporte comme un dipôle, c'est-à-dire un aimant permanent orienté Nord-Sud.

Sans le champ magnétique terrestre, la vie n’existerait pas sur Terre, éventuellement sous les mers, car nous serions bombardés de rayonnements solaires.

Ce rayonnement génère des ceintures ionisées autour de la planète et nous protège du rayonnement solaire.

II-                  Le champ magnétique terrestre

Le champ magnétique et la latitude : variations de la composante verticale du champ magnétique terrestre en fonction de la latitude. L’aiguille de la boussole figure l’inclinaison du champ. Le trait bleu continu indique l’horizontale en chaque point.

Avec comme caractère particulier, la propriété de s’inverser, aléatoirement, pôle pour pôle, de façon aléatoire.

L’axe de rotation de la Terre = Nord géographique.

Nord magnétique = polarisation du champ. Ce nord magnétique n’est pas strictement dans l’axe de la Terre, il est animé d’un mouvement de précession. Champ magnétique terrestre se déplace d’environ 40km par an autour des pôles (c’est ce déplacement qui est la cause de la déclinaison magnétique sur les cartes).

III-                 Les composantes du champ magnétique terrestre

Le principe de l’aimantation propre des roches est mis en évidence par Macedonio Melloni en 1853, formulant l’hypothèse du rôle de la température dans l’acquisition d’une « mémoire magnétique des roches «. De là l’intérêt des laves volcaniques, riches en éléments ferromagnétiques et parvenant chauds à la surface de la planète, se refroidissant dans un champ coercitif…

IV-               Origine du champ magnétique terrestre.

La graine tourne de 0,2° de longitude/an plus vite que la surface de la Terre.

Le noyau externe (liquide, formé de fer – conducteur -) est animé de mouvements de convections (comme l’atmosphère chauffée par le bas…), déviés par la force de Coriolis (idem atmosphère).

Ces mouvements complexes génèrent le magnétisme au travers d’un processus appelé effet dynamo auto-entretenue.

Champ magnétique : on s’est aperçu qu’il est instable, capable de s’inverser. Pour expliquer cela, on a effectué des modèles : le premier ayant marché : dynamo auto-entretenu homopolaire. Depuis, dynamo auto entretenue de Rikitake.

V-                 Le principe de l’aimantation, application aux roches terrestres.

Il existe plusieurs types d’aimantations :

-          Paramagnétisme

-          Diamagnétisme

-          Ferromagnétisme

C’est en raison de l’aimantation des roches qu’il est possible d’observer, dans certains cas, les anomalies du champ terrestre et c’est ainsi que furent mises en évidence les inversions du champ magnétique terrestre.

VI-               Pour mémoire, le paléomagnétisme

VII-             Les inversions du champ magnétique

Les coulées de laves enregistrent les composantes du champ magnétique existant au moment de leur refroidissement, à leur mise en place. Elles conservent ainsi l’enregistrement des inversions du champ magnétique terrestre.

1)      Magnéto-stratigraphie

Echelle magnéto-stratigraphique : inversions du champ magnétique sont irrégulières en inversion et en durée. La succession des séquences est unique.

Important dans étude du paléomagnétisme des fonds des océans.

2)      Les premières grandes observations relatives à la « migration des pôles «.

-          Les signaux à mesurer sont faibles, il faut attendre 1959 pour que l’on obtienne des valeurs significatives quant à la mesure des composantes du paléo-champ magnétique.

-          A partir de là il devient possible de déterminer systématiquement la position du paléo-pôle magnétique pour divers continents et pour des roches d’âge connu (ou des formations géologiques), [Ken Runcorn].

-          - il va obtenir des trajectoires des pôles pour l’Europe, puis pour les Amériques.