Les scientifiques ont identifié des modèles dans le champ magnétique terrestre qui évoluent de l'ordre de 1, 000 ans, fournir un nouvel aperçu du fonctionnement du domaine et ajouter une mesure de prévisibilité aux changements dans le domaine jusqu'alors inconnus.

La découverte permettra également aux chercheurs d'étudier le passé de la planète avec une résolution plus fine en utilisant cette "empreinte digitale" géomagnétique pour comparer les carottes de sédiments prélevées dans les océans Atlantique et Pacifique.

Résultats de la recherche, qui a été soutenu par la National Science Foundation, ont été récemment publiés dans Lettres des sciences de la Terre et des planètes .

Le champ géomagnétique est essentiel à la vie sur Terre. Sans ça, les particules chargées du soleil (le "vent solaire") souffleraient l'atmosphère, disent les scientifiques. Le domaine facilite également la navigation humaine et les migrations animales d'une manière que les scientifiques commencent à peine à comprendre. Des siècles d'observation humaine, ainsi que les archives géologiques, montrent que notre domaine change radicalement de force et de structure au fil du temps.

Pourtant, malgré son importance, de nombreuses questions restent sans réponse sur le pourquoi et le comment de ces changements. La forme la plus simple de champ magnétique provient d'un dipôle :une paire de pôles de charges égales et opposées, comme une barre aimantée.

"Nous savons depuis un certain temps que la Terre n'est pas un dipôle parfait, et nous pouvons voir ces imperfections dans les archives historiques, " a déclaré Maureen " Mo " Walczak, chercheur post-doctoral à l'Oregon State University et auteur principal de l'étude. "Nous constatons que les structures non dipolaires ne sont pas évanescentes, choses imprévisibles. Ils ont une très longue durée de vie, récurrent sur 10, 000 ans - persistants dans leur emplacement tout au long de l'Holocène.

"C'est en quelque sorte une découverte du Saint Graal, " elle a ajouté, "même si ce n'est pas parfait. C'est une première étape importante pour mieux comprendre le champ magnétique, et synchroniser les données des carottes de sédiments à une échelle plus fine."

Quelque 800, il y a 000 ans, l'aiguille d'une boussole magnétique aurait pointé vers le sud parce que le champ magnétique terrestre était inversé. Ces inversions se produisent généralement tous les plusieurs centaines de milliers d'années.

Alors que les scientifiques sont bien conscients de la tendance des inversions du champ magnétique terrestre, un motif secondaire de "oscillation" géomagnétique dans les périodes de polarité stable, connue sous le nom de variation séculaire paléomagnétique, ou PSV, peut être une clé pour comprendre pourquoi certains changements géomagnétiques se produisent.

Le champ magnétique terrestre ne s'aligne pas parfaitement avec l'axe de rotation, c'est pourquoi le "nord vrai" diffère du "nord magnétique, ", disent les chercheurs. Dans l'hémisphère nord, cette disparité dans le domaine moderne est apparemment due à des régions de haute intensité géomagnétique qui sont centrées sous l'Amérique du Nord et l'Asie.

"Ce que nous ne savons pas, c'est si cet instantané a une signification à plus long terme - et ce que nous avons découvert, c'est que c'est le cas, " dit Joseph Stoner, un spécialiste paléomagnétique de l'Oregon State University et co-auteur de l'étude.

Lorsque le champ magnétique est plus fort sous l'Amérique du Nord, ou en "Mode nord-américain, " il entraîne des fortes inclinaisons et des intensités élevées dans le Pacifique Nord, et de faibles intensités en Europe avec des déclinaisons vers l'ouest dans l'Atlantique Nord. Ceci est plus cohérent avec le dossier historique.

Le "mode européen" alternatif est en quelque sorte le contraire, avec une faible inclinaison et une faible intensité dans le Pacifique Nord, et des déclinaisons vers l'est dans l'Atlantique Nord et des intensités élevées en Europe.

"Comme il s'avère, le champ magnétique est un peu moins compliqué qu'on ne le pensait, " Stoner a déclaré. "C'est une oscillation assez simple qui semble résulter de variations d'intensité géomagnétique à quelques endroits récurrents avec de grands impacts spatiaux. Nous ne savons pas encore ce qui motive cette variation, bien qu'il s'agisse probablement d'une combinaison de facteurs, y compris la convection du noyau externe qui peut être biaisée dans la configuration par le manteau le plus bas."

Les chercheurs ont pu identifier le modèle en étudiant deux carottes de sédiments à haute résolution du golfe d'Alaska qui leur ont permis de développer un 17, 400 ans de reconstruction du PSV dans cette région. Ils ont ensuite comparé ces enregistrements avec des carottes de sédiments d'autres sites de l'océan Pacifique pour capturer une empreinte magnétique, qui est basé sur l'orientation de la magnétite dans le sédiment, qui agit comme un enregistreur magnétique du passé.

Le signal magnétique commun trouvé dans les noyaux couvre désormais une zone allant de l'Alaska à l'Oregon, et jusqu'à Hawaï.

"L'alignement magnétique de reconstructions environnementales distantes utilisant des inversions dans l'enregistrement paléomagnétique fournit des informations sur le passé à l'échelle de centaines de milliers d'années, " a déclaré Walczak. " Le développement de la stratigraphie cohérente du PSV nous permettra d'examiner le dossier à une échelle peut-être aussi courte que quelques siècles, comparer les événements entre les bassins océaniques, et vraiment aller au fond de la façon dont les anomalies climatiques se propagent autour de la planète à une échelle pertinente pour la société humaine. »

Le champ magnétique est généré à l'intérieur de la Terre par un noyau externe fluide de fer, nickel et autres métaux qui créent des courants électriques, qui à leur tour produisent des champs magnétiques. Le champ magnétique est suffisamment puissant pour protéger la Terre des vents solaires et du rayonnement cosmique. Le fait qu'il change est bien connu; les raisons pour lesquelles sont restés un mystère.

Maintenant, ce mystère est peut-être un peu plus près d'être résolu.