GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE
Modélisation géomagnétique
Le champ géomagnétique est la superposition de plusieurs champs, générés par des sources différentes. Par conséquent, il est difficile d’interpréter une mesure isolée du champ géomagnétique : quelle partie provient du champ magnétique du noyau, des courants de la croûte terrestre ou des courants électriques externes à la Terre ? Une approche couramment utilisée pour résoudre ce problème consiste à calculer une représentation mathématique du champ, appelée « modèle géomagnétique », séparant les contributions des différentes sources.
Les modèles géomagnétiques font appel à des outils mathématiques complexes qui sortent du cadre de cet article.
Plusieurs groupes de recherche dans le monde calculent régulièrement de nouveaux modèles de champ à partir des données magnétiques les plus récentes. Certains de ces modèles sont destinés à un usage opérationnel, par exemple le World Magnetic Model (W.M.M.), développé conjointement par la National Oceanic and Atmospheric Administration (N.O.A.A.) américaine et le British Geological Survey, qui est implanté notamment dans les logiciels de vols utilisés par l’aviation civile mais aussi dans les smartphones dotés d’un compas magnétique. Des modèles à plus haute résolution sont développés pour l’étude du champ magnétique de la croûte. Tous les cinq ans, la communauté scientifique internationale calcule un modèle de référence appelé International Geomagnetic Reference Field (I.G.R.F.), qui décrit très précisément le champ géomagnétique interne et la variation séculaire de ce champ pour les cinq années suivantes. Le dernier modèle de ce type, l’I.G.R.F.-12, a été calculé à la fin de 2014 avec une validité jusqu’en 2020 ; il succède à l’I.G.R.F.-11 qui datait de décembre 2009.
Le champ magnétique du noyau
Le champ magnétique du noyau, appelé aussi champ principal, représente plus de 99 p. 100 du champ géomagnétique global de la Terre. En première approximation, le champ du noyau a une structure dipolaire et peut ainsi être comparé à celui d’un aimant « classique » qui serait placé au centre de la Terre avec un pôle Nord et un pôle Sud et serait incliné d’un angle d’environ 100 par rapport à l’axe de rotation de la Terre (en 2010, selon le modèle I.G.R.F.-11).
Cartes de l’inclination, de la déclinaison et de l’intensité du champ magnétique
Encyclopædia Universalis France
Les points d’intersection de l’axe du dipôle avec la surface de la Terre sont appelés « pôles géomagnétiques ». Ils sont distincts des « pôles magnétiques » du noyau, définis comme les points à la surface de la Terre où le champ est exactement vertical (cf. dérive des pôles), et dont la localisation dépend des termes non dipolaires du champ du noyau. La structure à très grande échelle du champ géomagnétique est clairement dipolaire comme on peut le constater sur la carte de l’inclinaison du champ actuel à partir du modèle W.M.M., mais des écarts importants existent :
– les pôles magnétiques (où l’inclinaison vaut ± 900 et la déclinaison n’est pas définie) ne sont pas exactement antipodaux (contrairement aux pôles géomagnétiques) ;
– l’équateur magnétique, défini comme le lieu où l’inclinaison est nulle, n’est pas exactement circulaire, notamment au niveau de l’Amérique du Sud (fig 2a) ;
– l’intensité est minimale dans une zone centrée sur l’Amérique du Sud, vers le Paraguay, et appelée « anomalie de l’Atlantique sud », au lieu de l’être le long de l’équateur magnétique.
Le champ du noyau est lentement variable, à un taux compris entre 0 et 200 nT/an à la surface de la Terre. Cette variation séculaire présente plusieurs caractéristiques notables :
– les pôles magnétiques se déplacent, en particulier le pôle Nord situé dans l’océan Arctique, qui se dirige vers la Russie à 55 km/an environ ;
– l’anomalie de l’Atlantique sud s’élargit et l’intensité du champ en son centre[...]
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Écrit par
- Arnaud CHULLIAT : physicien à l'Institut de physique du globe de Paris et à l'université du Colorado, Boulder, États-Unis
Classification
Médias
Éléments du champ magnétique terrestre
Encyclopædia Universalis France
Carte de la déclinaison du champ magnétique établie par Edmund Halley
D.R.
Instrument DI-flux de mesure du champ magnétique terrestre
A. Chulliat
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TERRE - Planète Terre
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Si les connaissances sur la forme et la structure du globe terrestre sont dues, pour l'essentiel, à la gravimétrie et à la sismologie, le magnétisme est à l'origine de la découverte et de la mesure des mouvements dans le globe. -
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