La Terre possède un puissant champ magnétique qui dévie une grande partie des particules chargées émises par le vent solaire et les éjections de masse coronale. Sans ce bouclier, la surface de notre planète serait beaucoup plus exposée aux rayonnements énergétiques. Ce bouclier qui entoure la planète depuis plusieurs milliards d’années a ainsi probablement contribué à préserver l’atmosphère terrestre et à limiter l’exposition aux particules énergétiques, favorisant le développement de la vie.
Un champ magnétique qui s’affaiblit pendant les inversions
Pourtant, les études du champ magnétique terrestre ont depuis longtemps mis en évidence qu’il ne s’agit pas d’un phénomène stable. Au contraire. Aussi loin que l’on puisse reconstruire l’histoire du champ magnétique, on observe en effet d’importantes variations, à la fois de la direction et de l’intensité du champ, au cours du temps. Dans l’histoire de la Terre, le champ magnétique s’est ainsi inversé à de très nombreuses reprises, le pôle magnétique nord devenant le pôle magnétique sud et inversement. Si l’origine de ces inversions reste encore très mal comprise et concerne certainement la dynamique du noyau terrestre, la « mécanique » de ces inversions est aujourd’hui plutôt bien documentée, grâce notamment aux roches. Certaines d’entre elles sont en effet capables d’enregistrer les paramètres (inclinaison, orientation, intensité) du champ magnétique en un lieu et une époque donnée. Elles révèlent que l’inversion des pôles magnétiques s’accompagne toujours d’un affaiblissement de l’intensité du champ et de l’apparition d’une multipolarité : au lieu du classique dipôle nord-sud, le champ magnétique présenterait alors, pendant cette phase de transition, plusieurs pôles instables, avant de se réorganiser de façon dipolaire. Rappelons qu’une inversion ne se produit pas du jour au lendemain. Il s’agit d’un phénomène complexe, qui s’étale sur plusieurs milliers d’années.
Pourquoi le champ magnétique terrestre s’inverse-t-il ?
Qui n’a pas joué aux explorateurs en tentant de s’orienter avec une boussole ? Depuis le XVe siècle, la propriété d’orientation de ces petites aiguilles aimantées est bien connue des navigateurs. Elle traduit l’existence d’un champ magnétique terrestre, qui, en plus de fournir un moyen d’orientation fiable, protège la Terre et sa biosphère des radiations solaires. Or, le champ magnétique terrestre est loin d’être stable. Les pôles magnétiques ne sont en réalité pas fixes et leur position évolue au fil des années, jusqu’à s’inverser…. Lire la suite
Ce processus s’est opéré pas moins de 180 fois sur les 83 derniers millions d’années. La dernière inversion (dite de Brunhes-Matuyama) a eu lieu il y a seulement 780 000 ans. Malgré l’affaiblissement du champ magnétique associé, il est à peu près clair que ces inversions n’ont pas impacté la vie terrestre de façon significative.
Modélisation du champ magnétique terrestre par Glatzmaier et Roberts. À gauche, durant une période calme, la composante dipolaire prédomine. À droite, durant une inversion, on peut voir l’apparition de plusieurs pôles Nord et Sud. Cette phase de réorganisation du champ s’accompagne d’une baisse de l’intensité du champ © Nasa
Pourtant, ce phénomène soulève des inquiétudes dans notre monde moderne et technologique.
Des composants électroniques moins protégés face aux particules énergétiques
Les modèles d’évolution du champ magnétique suggèrent en effet que lors des inversions, le champ pourrait s’affaiblir temporairement jusqu’à 10-20% de sa valeur actuelle. Or, cela signifie que pendant ces intervalles de temps, la Terre est moins protégée contre les particules énergétiques. Or, si ce bouclier affaibli semble encore suffisant pour les êtres vivants, il ne l’est plus nécessairement pour les fragiles composants électroniques qui font fonctionner nos satellites. L’arrivée d’une puissante tempête solaire dans un tel contexte pourrait donc entrainer des dommages à nombre de nos satellites. On peut imaginer que cela déclencherait d’importantes perturbations des systèmes de communication et de navigation comme le GPS. De plus, une éjection de masse coronale pourrait également induire des courants électriques dans les lignes à haute tension, avec comme conséquence une surcharge des transformateurs, des coupures de courant régionales et des dommages à certains équipements. Un phénomène que notre société a d’ailleurs déjà expérimenté.
Le champ magnétique de la Terre pourrait s’inverser 10 fois plus vite qu’on le pensait !
Le champ magnétique terrestre n’est pas immuable. Il évolue. Il va jusqu’à s’inverser, parfois. Et selon de récents travaux, le processus est même beaucoup plus rapide que le pensaient les chercheurs jusqu’à présent…. Lire la suite
En 1989, le Québec a connu une panne d’ampleur du réseau électrique en raison d’une tempête géomagnétique. 6 millions de personnes avaient alors été privées d’électricité pendant plusieurs heures et de nombreux services (métros, feux de circulations) avaient été interrompus.
En cas de tempête solaire durant une période d’affaiblissement du champ magnétique, les satellites seraient les plus en danger © Fox_Dsign, Adobe Stock
Des perturbations qui pourraient être sévères
Cet événement a fait prendre conscience de la vulnérabilité de nos équipements électroniques face aux tempêtes solaires. Le risque de telles pannes pourrait ainsi augmenter en cas d’affaiblissement du champ magnétique. Des secteurs critiques (santé, transport, communications) pourraient connaître de sévères perturbations. Sans tomber dans le catastrophisme d’un black-out mondial, il est nécessaire aujourd’hui d’anticiper ce type de scénario. Tout d’abord en améliorant les modèles d’évolution du champ magnétique, mais aussi en protégeant les réseaux électriques et les éléments les plus sensibles de nos équipements électroniques.