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Des tsunamis magnétiques dans les entrailles de la Terre font bouger les pôles

logo de Le Figaro Le Figaro 25/04/2019 Tristan Vey
La simulation numérique des flux à l’intérieur du noyau terrestre a mobilisé des supercalculateurs pendant des mois. © Julien Aubert, IPGP La simulation numérique des flux à l’intérieur du noyau terrestre a mobilisé des supercalculateurs pendant des mois.

Deux chercheurs, dont un Français, ont réussi à modéliser les phénomènes extrêmes qui se produisent dans le noyau de métal liquide de notre planète afin d’expliquer l’accélération de la dérive du pôle Nord magnétique.

Le champ magnétique de la Terre est à peu près aussi important que l’eau que vous buvez ou l’air que vous respirez. Il agit en effet comme un bouclier qui détourne les particules chargées qui bombardent la Terre en permanence. Sans lui, votre ADN serait endommagé en quelques mois seulement. Ce sont d’ailleurs ces particules qui rendent pour l’instant les voyages de longue durée dans l’espace profond (vers Mars par exemple) complètement suicidaires (à 400 km d’altitude, la Station spatiale internationale reste, elle, bien protégée).

Le magnétisme terrestre puise sa source dans les profondeurs de la Terre. Plus précisément dans les écoulements de métal liquide du noyau. En surface, il se manifeste par des lignes de champ qui partent du pôle Sud et convergent vers le pôle Nord. Mais les mouvements de ce fluide au cœur de notre planète sont si complexes que le champ n’est uniforme ni dans le temps, ni dans l’espace. Les pôles magnétiques se déplacent par exemple avec le temps, au rythme de quelques dizaines de kilomètres par an. Si l’on arrivait à modéliser relativement correctement cette dérive, de brusques accélérations, observées pour la première fois en 1969, laissaient les experts perplexes.

© World Data Center for Geomagnetism/Kyoto University

Dans une étude parue lundi dans Nature Geoscience, des chercheurs pensent avoir enfin réussi à modéliser ce qui était à l’origine de ces «secousses géomagnétiques». «Les lignes de forces du champ magnétiques sont comme des cordes vibrantes d’un instrument de musique», explique Julien Aubert, de l’Institut de physique du globe de Paris, premier auteur de ces travaux réalisés en collaboration avec un chercheur de l’Université technique du Danemark, Christopher Finlay. «Lorsqu’on intègre dans un même modèle la convection lente et la convection rapide du métal fondu dans le noyau, on produit naturellement des oscillations de ces «cordes» sur des périodes courtes, inférieures à l’année. Ces ondes hydromagnétiques prennent de l’ampleur en arrivant à la surface du noyau, comme la vague du tsunami grandit en arrivant sur la cote. On reproduit alors ces secousses géomagnétiques qui agitent les champs magnétiques à la surface de la Terre.»

La modélisation permet ainsi de reproduire ces petits coups d’accélérateurs dont on a découvert, avec la multiplication et l’amélioration des méthodes de mesure (notamment les constellations de satellites), qu’ils se produisaient plusieurs fois par décennie: en 2007, 2011, 2014 et 2016 pour les derniers par exemple.

Une fenêtre ouverte sur les entrailles de la Terre

Cela veut-il dire que l’on pourra bientôt prédire les évolutions du champ magnétique en temps réel? «Nous n’en sommes pas encore là», reconnaît Julien Aubert. «Pour arriver à coller aux données passées, nous devons prendre en compte de nombreux phénomènes à des échelles très différentes.» Cela revient à mettre dans un même modèle les grands courants océaniques, mais aussi la houle et jusqu’à l’écume pour tout un océan. «C’est très gourmand en temps de calcul», poursuit le chercheur. Plus de 450 ans avec un ordinateur classique! Il a fallu se servir des supercalculateurs du Grand équipement national de calcul intensif (GENCI) français pour ramener cela à quelques mois. Impossible dans ces conditions, pour le moment; d’améliorer les algorithmes de «météo magnétique» actuellement opérationnels, pour y inclure la prévision des secousses géomagnétiques.

La compréhension de la dynamique profonde de notre planète reste ainsi le principal enjeu de ce type de travaux. Mais lorsqu’on y réfléchit un peu, n’est-ce pas là le plus fascinant? Qu’avec de simples boussoles, nous soyons finalement capables d’ouvrir une fenêtre sur les tourbillons d’un monde infernal de métal en fusion dissimulé à plus de 3000 km de profondeur sous nos pieds?

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