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Posté par Redbran le Vendredi 29/01/2016 à 12:00
Premières prévisions de la météo du noyau terrestre
Le champ magnétique terrestre, qui trouve sa source dans le noyau fluide de la planète, interagit fortement avec certaines technologies, comme les satellites ou des applications embarquées dans les smartphones, d'où l'importance de comprendre et prédire ses variations. Tels ont été les objectifs des travaux menés par des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne...) du globe de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...) (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot) et de l'Institut des sciences de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...) (CNRS/Univ. Grenoble Alpes et Savoie Mont-Blanc/IRD/Ifsttar), à l'aide d'une approche calquée sur celle développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la...) en météorologie.


Visualisation de la structure dynamique interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en...) du noyau, estimée à partir des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) et du comportement d'un modèle informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles...) de la géodynamo, qui est le mécanisme par lequel l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) des mouvements de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau se met en...) du noyau produit le champ magnétique terrestre (La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe – composé essentiellement de fer et de nickel en fusion conducteurs – qui se comporte comme une gigantesque dynamo.). Les structures tourbillonnaires de l'écoulement sont représentées en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) et bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en...). Le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une...) interne est représenté en orange et violet (Le violet est une couleur, composée d'un mélange de bleu (environ 50% de luminosité) et de rouge (environ 25% de luminosité) en synthèse additive, et d'un mélange de magenta (environ 100%) et de cyan (environ 50%) en...), ainsi que par des lignes de champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) dans le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) qui sont tordues par l'écoulement. © Julien Aubert, IPGP/CNRS

Ces derniers ont d'abord expliqué les raisons de la décroissance de l'intensité du champ magnétique terrestre de 10% depuis 1840. Le coupable est la présence d'une anomalie de ce champ, d'intensité plus faible, au-dessus de l'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...): elle déséquilibre le mécanisme de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...) du champ magnétique. Ce mécanisme s'appuie sur un tourbillon géant à la surface du noyau, qui, à la manière d'un tapis roulant, déplace le champ magnétique des pôles vers l'équateur au niveau de l'Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface totale terrestre ou 29,4 % des terres émergées) et le plus...), et de l'équateur vers les pôles au niveau de l'Amérique. Les simulations des scientifiques prédisent que l'anomalie et le tourbillon sont intimement liés et qu'ils devraient tous deux dériver d'environ 3000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) vers l'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) (à la surface de la Terre) dans les cent prochaines années. L'anomalie se creusera de manière significative dans le siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33...) à venir, ce qui élargira la zone problématique pour le vol des satellites (Satellite peut faire référence à :), en effet le matériel embarqué dans les satellites de basse altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de...) subit un taux d'avaries significativement important lorsque ceux-ci passent au-dessus de cette zone. Mais, de même qu'on ne peut prédire avec certitude le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) qu'il fera dans un an, il est impossible de prévoir le comportement du champ magnétique terrestre à plus long terme, et en particulier la prochaine inversion des pôles.



Carte (centrée sur l'Atlantique) de l'écoulement de grande échelle à la surface du noyau, qui s'organise comme un grand tapis roulant provoquant une dérive vers l'Ouest. © Nicolas Gillet, IsTerre/CNRS


Evolution de l'intensité du dipôle géomagnétique (exprimée en micro-teslas) au cours des 175 dernières années, et prédiction pour le siècle à venir, avec la marge d'incertitude.
© Julien Aubert, IPGP/CNRS

Ces travaux ont bénéficié des soutiens notamment du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), du Cnes, de l'ANR et de Genci.


Courbes d'intensité du champ magnétique à la surface de la Terre (exprimée en micro-teslas), à partir de 2015 et jusqu'en 2115 dans le cadre d'une prédiction par assimilation de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) géomagnétique. L'anomalie est représentée par les lignes en bleu sombre. © Julien Aubert, IPGP/CNRS.

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Source: CNRS-INSU