LE GEOMAGNETISME BERTHAUD Quentin BOUILLOT Roland LARROCHE Guillaume RAVOUX Jean-Baptiste KONDJOYAN Rémi LE GEOMAGNETISME

SOMMAIRE I) Les origines du géomagnétisme II) L’utilité du champ magnétique terrestre III) Risques et conséquences d’une modification du champ magnétique terrestre IV) Etude du champ magnétique terrestre par l’homme

I) Les origines du géomagnétisme A) Le champ magnétique principal (champ dipolaire) Provoqué par la circulation de flux ferreux et rocheux dans le noyau externe et le manteau inférieur Principe d’une dynamo en auto-excitation : produit l’énergie qui la fait fonctionner Incliné de 11° par rapport à l’axe de rotation de la Terre Représente 90% du champ total Noyau interne Noyau externe Manteau inférieur Manteau supérieur 5 et 6) Croûte terrestre

B) Les champs magnétiques secondaires (champs non dipolaires) Champs magnétiques non dipolaires internes (10% environ) Champs telluriques (flux véhiculés dans le sol du fait de la puissance du champ principal). Roches magnétisées par la foudre. Champs magnétiques non dipolaires externes (1% environ) Micros champs dans la magnétosphère. Vue d’artiste de la magnétosphère

Magnétisation des roches Chaque roche est magnétisée, et ses particules gardent leur orientation magnétique première en se solidifiant. On peut observer différentes orientations en fonction de l’âge des roches : il y a donc des inversions du champ magnétique.

II) L’utilité du champ magnétique terrestre

B) D’où viennent les particules électromagnétiques? A) La magnétosphère - le champ magnétique dipolaire interne engendre la magnétosphère - épaisseur de la magnétosphère : 800km mais la magnétoqueue fait des milliers de kilomètres - protège la vie sur Terre des particules électromagnétiques B) D’où viennent les particules électromagnétiques? - le soleil a un champ magnétique cyclique de deux fois 11 ans - lors de fortes activités magnétiques, les éruptions solaires augmentent et des orages magnétiques apparaissent - les vents solaires sont composés de plasma (flux d’électrons et d’ions) très puissants et rapides

Schéma de la magnétosphère Ceintures de Van Allen

Aurore boréale en Alaska

III) Risques et conséquences d’une modification du champ magnétique terrestre Comment se produit une inversion du champ? Aléatoirement (dernière inversion: -780 000 ans ; s’inverse tous les 500 000 ans environ) Suite à un choc entre la Terre et un astéroïde : la dynamo repart après un arrêt Signe précurseur : l’intensité du champ baisse sur plusieurs siècles et remontent brusquement après l’inversion Pendant plusieurs siècles, l’axe du champ magnétique tourne sur lui-même. Il y a soit : - inversion (pôles Nord et Sud interchangés) - excursion magnétique (pôles pratiquement inchangés : l’axe a tourné pendant plusieurs siècles avant de retrouver une position similaire à celle du début)

En bleu, le pôle Sud magnétique (lignes de force rentrantes) et en jaune, le pôle Nord magnétique (lignes de force sortantes). Simulation NASA excursion magnétique

B) Évolution du champ magnétique aujourd’hui Baisse depuis 2500 ans continuellement Baisse de 5% par siècle Nul d’ici 2000 ans si aucun changement Est-ce que ces modifications annoncent une inversion prochaine ? L’axe magnétique se déplace de 55 kilomètres par an Les pôles tournent de plusieurs kilomètres par jour autour de l’axe Aujourd’hui, le pôle Nord magnétique est décalé de 550 kilomètres par rapport au pôle Nord géographique C) Risques d’une diminution du champ Baisse de la protection de la magnétosphère Perturbations liées aux orages magnétiques Dérèglements cellulaires et mutations des êtres vivants : extinction d’espèces

IV) Etude du champ magnétique terrestre Étudier pour comprendre L’étude de la magnétisation des roches a permis de prouver : - l’inversion du champ magnétique terrestre - la dérive des continents Des chercheurs américains ont tenté de recréer les conditions de la formation du champ magnétique (diapo suivant). Le résultat n’est pas connu.

Coupe transversale de l’expérience mini-terre

B) Étudier pour s’orienter La boussole (ou compas en marine) existait en Chine avant Jésus-Christ. Des animaux, comme les pigeons, utilise le champ magnétique pour s’orienter ATTENTION ! Le pôle Nord magnétique correspond environ aujourd’hui au pôle Sud géographique, et vice-versa. Cette inversion des pôles Nord et Sud magnétiques est restée dans le langage courant, mais est fausse pour un spécialiste. La boussole n’indique pas le même nord que le GPS, ou que la carte : il y a en effet un décalage entre les pôles géographiques et magnétiques.

Carl Gauss : physicien allemand du XIXème siècle Nikola Tesla Accélérateur de particules LHC Carl Gauss C) Unités de mesure Carl Gauss : physicien allemand du XIXème siècle Nikola Tesla : américain d’origine croate du XXème siècle, brillant inventeur et physicien 1 Gauss ~100 000 Tesla D) L’utilisation du magnétisme aujourd’hui Utilisé dans plusieurs domaines : - transports : train magnétique - médecine : IRM - informatique : disques durs… - voiture : injecteurs de carburant magnétisés - cuisine : plaques à induction - recherche : accélérateurs de particules IRM Transrapid allemand