Les mouvements du noyau terrestre comme vous ne les avez jamais vus !
Publié par Adrien le 02/07/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Bouclier qui nous protège du vent solaire, le champ magnétique terrestre est utilisé comme repère d'orientation par les avions, les vaisseaux spatiaux et même pour guider les forages profonds. Il est donc essentiel de mieux comprendre la physique du 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 direction, définie en...) de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en...), produit essentiellement sous l'effet des mouvements du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) dans le noyau externe, 3000 km sous nos pieds. Mais les 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...) nous renseignent uniquement sur les phénomènes se produisant à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) du noyau, et les expériences en laboratoire sont difficiles à mettre en oeuvre. Reste la modélisation numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...).

Des chercheurs 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).) et de l'IPGP viennent de réaliser les simulations numériques les plus détaillées à ce jour (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 locale) et sa durée...) de ces mouvements et du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique résultant, et de leurs variations sur quelques centaines d'années. Ces modélisations en haute définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions...) reproduisent un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de phénomènes observés (par exemple des tornades polaires, à la surface du noyau - voir illustration), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en les associant à la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) profonde du noyau. Elles ont été rendues possibles grâce à un important travail d'optimisation du code informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de...), et à la répartition du calcul sur 16 000 processeurs des supercalculateurs du GENCI.


Le champ magnétique radial à la surface (en violet: positif ; en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande...): négatif) et son intensité à l'intérieur du noyau (noir: nul ; jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :): maximal).
Crédit: Nathanaël Schaeffer


Vitesse des déplacements de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des...) liquide dans et à la surface du noyau (en 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 luminosité du cyan à une...): 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).) ; en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.): vers l'est). La grande zone bleue à la surface du noyau externe représente une tornade (Une tornade (de l'espagnol tornado, dérivé du verbe tornar, tourner) est un vortex (tourbillon) de vents extrêmement violents, prenant naissance à la base...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux...) de métal liquide (1200 km de rayon), située à un pôle, qui agite le noyau et est associée à un fort champ magnétique.

Prochaine étape: étendre ce genre de simulations à l'échelle des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) géologiques, afin de mieux comprendre l'inversion des pôles magnétiques, dont la dernière remonte à 780 000 ans.
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