GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE
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La Terre possède un champ magnétique global de grande échelle, appelé champ géomagnétique, qui s’étend sur plusieurs dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace environnant. Ce champ est principalement généré par les lents mouvements de convection du métal liquide à l’intérieur du noyau terrestre. D’autres sources contribuent au champ géomagnétique : certaines sont internes à la Terre, comme les roches aimantées de la croûte et les courants électriques circulant dans le sous-sol et les océans ; d’autres sont externes, comme les courants électriques circulant dans les couches ionisées de l’atmosphère et l’environnement spatial proche de la Terre. Ce champ géomagnétique forme une « enveloppe », appelée magnétosphère, qui protège la Terre du flux de particules chargées en provenance du Soleil – le vent solaire –, dont seulement une petite partie pénètre dans la magnétosphère.
En raison de la diversité de ses sources, le champ géomagnétique varie sur un large spectre d’échelles de temps et d’espace. L’un des objectifs du géomagnétisme, la branche des géosciences qui étudie le champ géomagnétique, est de caractériser le mieux possible les variations spatiales et temporelles de celui-ci, grâce à des mesures et des modèles géomagnétiques. Un autre objectif du géomagnétisme est de comprendre les processus physiques par lesquels le champ géomagnétique est généré, ainsi que les propriétés de ses sources. Dans le noyau, le champ est généré par un processus appelé « géodynamo », dont le fonctionnement est de mieux en mieux compris. Les autres sources contribuant au champ géomagnétique sont généralement mieux appréhendées car, externes, elles peuvent faire l’objet d’observations in situ, contrairement au noyau.
L’une des propriétés les plus fascinantes du champ magnétique terrestre est sa propension à s’inverser, c’est-à-dire à changer de polarité à l’échelle globale : le pôle Nord devient le pôle Sud et vice versa. Ces inversions se produisent de manière irrégulière et imprévisible, en l’état actu [...]
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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
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PALÉOMAGNÉTISME
Comme son nom le suggère,le paléomagnétisme repose sur l’étude du champ magnétique ancien de la Terre. Cette discipline des sciences de la Terre a connu son plein essor à partir des années 1960. Elle a fortement contribué à démontrer l’expansion des fonds océaniques et, plus généralement, à la formulation de la théorie de la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paleomagnetisme/#i_20269
AMÉRIQUE (Structure et milieu) - Géologie
Dans le chapitre « Le domaine marin caraïbe » : […] Le bassin du Yucatán est un petit bassin à croûte océanique épaisse de 7 kilomètres environ. Sa partie centrale, profonde de 4 500 mètres, est plane et remplie localement par des sédiments d'une puissance de près de 2 kilomètres. Sa partie méridionale est moins profonde (3 000 m environ), mais accidentée de reliefs allongés nord-est - sud-ouest à nord-nord-est - sud-sud-oue […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amerique-structure-et-milieu-geologie/#i_20269
ARCHÉOMAGNÉTISME
L'archéomagnétisme d'un matériau est l'ensemble des propriétés magnétiques de ce matériau résultant d'une transformation physique intervenue dans le passé qui a fixé dans le matériau considéré les paramètres du champ magnétique de l'endroit où il se trouvait, à l'instant de la transformation. Cette transformation étant liée à une élévation de température, l'archéomagnétisme est aussi connu sous le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/archeomagnetisme/#i_20269
AURORE POLAIRE
Dans le chapitre « Particules aurorales et sous-orages magnétosphériques » : […] Bien que le rôle essentiel des électrons ait été prédit dès le début du xx e siècle, ce n'est qu'au cours des années cinquante, avec les premières mesures en ballons stratosphériques du rayonnement X de freinage puis, surtout, avec les données obtenues sur fusées pendant l'Année géophysique internationale, que l'on put les identifier sans ambiguï […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aurore-polaire/#i_20269
DÉRIVE DES CONTINENTS
Dans le chapitre « Paléomagnétisme et expansion océanique » : […] Dès le début du xx e siècle, on avait montré que certaines roches, notamment les basaltes et les grès rouges, conservaient la trace du champ magnétique régnant au moment de leur genèse. Les travaux se développèrent peu à peu et se perfectionnèrent jusqu'en 1956, époque à laquelle plusieurs auteurs purent affirmer, indépendamment les uns des autre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/derive-des-continents/#i_20269
GÉODYNAMIQUE
Dans le chapitre « Géodynamique interne » : […] L'intérieur de la Terre n'est pas inerte, mais est le siège d'une évolution à très long terme ; un certain nombre de phénomènes, assez différents les uns des autres, en apportent le témoignage. Le fait est d'autant plus remarquable que, dans la mesure où l'exploration du système solaire a permis d'aborder l'étude détaillée d'autres objets (la Lune, Mercure, Vénus, Mars et certains satellites des p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geodynamique/#i_20269
GÉOLOGIE - Géologie contemporaine
Dans le chapitre « Géophysique » : […] La géophysique est définie comme l'application des méthodes de la physique à l'imagerie du globe, de la surface vers la profondeur, et à la modélisation des processus qui y sont à l'œuvre. Son irruption dans le monde de la géologie après la Seconde Guerre mondiale a permis de formaliser la théorie de la tectonique des plaques. En effet, la dérive des continents proposée par Wegener plus de cinqua […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geologie-geologie-contemporaine/#i_20269
GÉOPHYSIQUE
Dans le chapitre « Le champ magnétique terrestre » : […] On sait, depuis les travaux de Gauss au xix e siècle, que la partie principale du champ magnétique terrestre est d'origine interne et ressemble beaucoup au champ que générerait un aimant dipolaire placé au centre de la Terre. Ce champ est créé par la circulation d'un fluide conducteur, du fer en fusion essentiellement, entre 2 890 et 5 150 kilom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geophysique/#i_20269
INTERPLANÉTAIRE MILIEU
Dans le chapitre « Les perturbations du milieu interplanétaire » : […] À partir de toutes les mesures in situ faites au voisinage du plan de l'écliptique, il a été possible de dresser un tableau cohérent des phénomènes qui interviennent dans le vent solaire. Ses propriétés fluctuent dans le temps et dans l'espace. Par exemple sa vitesse d'expansion peut varier de 300 à 1 000 kilomètres par seconde en liaison avec les inhomogénéités coronales ou avec les éruptions so […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-interplanetaire/#i_20269
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MAGNÉTISME
Dans le chapitre « Application du magnétisme des grains fins aux sciences de la Terre » : […] Les roches qui composent la croûte terrestre contiennent des grains ferromagnétiques, généralement noyés dans une matrice peu ou pas du tout magnétique : ces roches ont donc pu enregistrer, au cours des ères géologiques, toute l'histoire magnétique de notre planète, exactement de la même façon que sont enregistrées sur un ruban ou un disque magnétique les variations du champ magnétique d'une tête […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_20269
MAGNÉTISME (notions de base)
Dans le chapitre « Le géomagnétisme » : […] Le globe terrestre est la source d’un champ magnétique qui est compris comme résultant du mouvement d’une masse de fer et de nickel liquide (de température très élevée) autour d’un noyau interne solide. Les courants électriques parcourant cette masse de fer lui font jouer le rôle d’une dynamo naturelle. Bien qu’il soit à peu près constant à l’échelle humaine, ce qui permet de se fier aux boussol […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_20269
MAGNÉTOSPHÈRES
On a initialement donné le nom de magnétosphère aux régions les plus éloignées de la surface du globe. On voulait ainsi traduire l'influence prédominante du champ magnétique terrestre sur le comportement du milieu qui ne contient pratiquement plus de particules électriquement neutres ; le rayonnement ultraviolet du Soleil brise ces dernières en composantes porteuses de charges électriques : les é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetospheres/#i_20269
OCÉAN ET MERS (Géologie sous-marine) - Étude des fonds sous-marins
Dans le chapitre « Apports du géomagnétisme » : […] Des mesures détaillées de l'intensité du champ magnétique terrestre, permettant l'établissement de cartes d' anomalies en mer, ont d'abord été réalisées (B. C. Heezen et al., 1953) à l'aide des sondes à saturation inventées pour la chasse aux sous-marins de la Seconde Guerre mondiale. Puis l'invention des magnétomètres à protons (1954) a rendu la mesure en mer tout à fait facile et a permis de mu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-et-mers-geologie-sous-marine-etude-des-fonds-sous-marins/#i_20269
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Dans le chapitre « Navigation par repères magnétiques » : […] Selon W. Wiltschko et R. Wiltschko (1975-1976), la navigation des migrateurs nocturnes serait guidée avant tout par les variations du champ magnétique terrestre et, secondairement, par les indices astronomiques fournis par les constellations. Par nuit claire, l'application d'un champ magnétique artificiel déplaçant le nord magnétique de 120 0 a pour effet de détourner le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/orientation-animale/#i_20269
PALÉOCLIMATOLOGIE
Dans le chapitre « Causes des changements de climats » : […] Un grand nombre de théories a été proposé durant le xix e siècle pour expliquer les changements de climat. Nombre d'entre elles sont loin d'être satisfaisantes, soit parce qu'elles n'expliquent qu'une partie des données, soit parce qu'elles sont en contradiction avec une loi fondamentale de la physique ou de la biologie. Les principales contingen […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paleoclimatologie/#i_20269
PÔLES DÉRIVE DES
Les pôles magnétiques de la Terre, définis comme les points où le champ magnétique terrestre est exactement vertical, dérivent à une vitesse pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres par an. Cette dérive est causée par les mouvements de convection à l'intérieur du noyau terrestre, constitué à 90 p. 100 de fer à l'état liquide, qui sont à l'origine du champ magnétique terrestre. Au co […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/derive-des-poles/#i_20269
PREUVE PALÉOMAGNÉTIQUE POUR LA DÉRIVE DES CONTINENTS (S. K. Runcorn)
Au milieu du xx e siècle, en sciences de la Terre, alors que fixistes et mobilistes s'opposent, une découverte majeure va faire évoluer le débat : l'aimantation naturelle rémanente (A.N.R.) de certaines roches, ou aimantation fossile permanente. Le principe en est simple : certaines roches gardent en mémoire les caractéristiques (direction et l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/preuve-paleomagnetique-pour-la-derive-des-continents/#i_20269
PROSPECTION MAGNÉTIQUE
Les possibilités de prospection magnétique des sites archéologiques reposent sur le fait qu'à différents types de vestiges enfouis correspondent des anomalies facilement repérables dans le champ magnétique. L'utilisation de certains instruments de mesure du magnétisme par des archéologues amateurs, voire par des pilleurs, est liée dans l'esprit du public à la détection d'objets métalliques ; mais […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prospection-magnetique/#i_20269
SUBDUCTION
Dans le chapitre « Autres caractères géophysiques » : […] Des caractères géophysiques autres que les propriétés sismiques qui ont conduit à la mettre en évidence sont associés à la subduction. Connu depuis longtemps, le déficit de gravité, marqué par des anomalies gravimétriques négatives (fig. 4) – les anomalies de Bouguer et les anomalies à l'air libre y atteignent des valeurs de l'ordre de 200 milligals –, avait été attribué à un bouclage vers le ba […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/subduction/#i_20269
TECTONIQUE DES PLAQUES
Dans le chapitre « L'expansion océanique » : […] L'hypothèse de l'expansion océanique a été émise par Harry H. Hess (1960-1962) à partir, d'une part, de la forme des rides médio-océaniques avec leur rift médian d'aspect extensif, d'autre part, de l'existence de plans sismiques, découverts avant la Seconde Guerre mondiale par le géophysicien japonais Kiyoo Wadati, puis redécouverts plus tard par le sismologue américain Hugo Benioff, dont ils por […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonique-des-plaques/#i_20269
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Dans le chapitre « Géophysique appliquée à l'analyse des structures tectoniques » : […] Les méthodes sismiques donnent les renseignements les plus précis, qu'il s'agisse de la sismique-réflexion ou de la sismique-réfraction ; certains procédés ont d'ailleurs largement amélioré ces méthodes, tel le procédé Flexotir mis au point par l'Institut français du pétrole pour les campagnes en mer. On obtient ainsi une image de la structure du sous-sol dans laquelle cert […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonophysique/#i_20269
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Dans le chapitre « Mouvements dans le globe terrestre » : […] 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. Le champ magnétique terrestre correspond à un dipôle magnétique dont l'orientation ne coïncide pas avec l'axe de rotation de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-la-planete-terre/#i_20269
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Pour citer l’article
Arnaud CHULLIAT, « GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 avril 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/geomagnetisme-magnetisme-terrestre/
