Le champ magnétique terrestre, généré quelque 3, 000km sous nos pieds dans le noyau de fer liquide, traverse toute la planète et loin dans l'espace - protégeant la vie et les satellites des radiations nocives du soleil. Mais cet effet de blindage est loin d'être constant, car l'intensité du champ varie considérablement dans l'espace et dans le temps.

Au cours du siècle dernier, l'intensité du champ a changé relativement lentement :le changement le plus important est une baisse de 10 % dans l'Atlantique sud, ce qui est encore un effet suffisamment important pour causer des problèmes électroniques aux satellites qui ont traversé la région. Cependant, de nouvelles observations et modélisations suggèrent qu'un changement beaucoup plus important s'est étrangement produit vers 1000 avant JC dans une région beaucoup plus petite.

Ce « pic géomagnétique » offre un nouvel aperçu potentiellement profond de la dynamique et de l'évolution de l'intérieur caché de la Terre qui commence maintenant à être découvert.

Alors, que sont les pointes géomagnétiques et quelles sont les perspectives et les implications d'une autre à venir ? Le pic géomagnétique de 1000 avant JC a été identifié pour la première fois à partir de terrils de cuivre situés en Jordanie et en Israël. Celles-ci ont été datées à partir de la matière organique contenue dans les terrils par datation au radiocarbone.

Les scientifiques ont ensuite étudié le cuivre à l'aide de techniques de laboratoire sophistiquées pour déterminer quel était le champ magnétique terrestre à l'époque - en se fondant sur le fait que lorsque le fer fondu se refroidit rapidement, il se fige avec une signature du champ à cet instant. En prélevant des échantillons de différentes couches du terril - avec des âges et une magnétisation légèrement différents - ils pouvaient également voir comment l'intensité du champ changeait avec le temps. Ils ont découvert que le laitier de cuivre avait enregistré une augmentation puis une baisse de l'intensité du champ magnétique terrestre de plus de 100 % en seulement 30 ans.

Des intensités de champ étonnamment élevées autour de 1000 avant JC ont également été découvertes en Turquie, Chine et Géorgie à partir de diverses sources. Remarquablement, la force du champ en Inde, L'Egypte et Chypre à peu près au même moment était tout à fait normal, indiquant que le pic n'était peut-être que de 2, 000km de large. Un changement si rapide sur une si petite zone fait du pic géomagnétique l'une des variations les plus extrêmes du champ magnétique terrestre jamais enregistrées.

Le pic observé en Jordanie est le résultat d'une caractéristique magnétique beaucoup plus forte et plus étroite qui a été créée dans le noyau liquide de la Terre. Le processus qui a généré le pic est toujours entouré de mystère, bien qu'il soit probablement lié au flux de fer dans le noyau, qui traîne autour du champ magnétique lorsqu'il se déplace (les courants produisent des champs magnétiques). Le noyau est chauffé par le bas et refroidi par le haut, on pense donc que le fer à l'intérieur subit un mouvement turbulent vigoureux, semblable à une casserole d'eau fortement chauffée. Une possibilité est que la pointe ait été attirée à la surface du noyau terrestre par un jet de fer se déplaçant vers le haut.

Après ça, l'épi peut s'être déplacé vers le nord-ouest avant de fusionner avec d'autres caractéristiques magnétiques près des pôles géographiques. Alternativement, l'intensité du pic peut avoir diminué alors qu'elle est restée sous la Jordanie.

Toutes ces options suggèrent que le comportement du fer liquide au sommet du noyau terrestre vers 1000 avant JC était très différent de celui observé aujourd'hui. La plupart de nos connaissances sur le noyau proviennent des 200 dernières années environ, correspondant au moment où les mesures directes du champ magnétique ont été disponibles. Avant la découverte du pic, il n'y avait aucune raison de soupçonner que les vitesses d'écoulement du cœur seraient très différentes en 1000 avant JC à aujourd'hui - en effet, les modèles disponibles suggèrent qu'il y avait peu de différence.

Cependant, expliquer les changements rapides associés au pic nécessite des débits cinq à dix fois supérieurs à ceux actuellement, un grand changement en peu de temps. De plus, un pic aussi étroit nécessite un écoulement localisé de la même manière, ce qui contraste avec les circulations à l'échelle mondiale que nous voyons aujourd'hui. La perspective que le noyau de fer puisse s'écouler plus rapidement et changer plus soudainement qu'on ne le pensait auparavant, ainsi que la possibilité que des événements semblables à des pointes encore plus extrêmes se soient produits dans le passé, remet en cause certaines vues conventionnelles sur la dynamique du noyau terrestre.

Impact futur ?

On ne pense généralement pas que les changements du champ magnétique terrestre ont des conséquences directes sur la vie, mais il y a des implications sociétales potentiellement importantes qui découlent de notre dépendance à l'infrastructure électronique. Une variété d'effets peut résulter des interactions entre le champ magnétique terrestre et les particules chargées atteignant la Terre depuis le soleil.

Les orages géomagnétiques (causés par le vent solaire) revêtent une importance particulière, qui sont connus pour provoquer des pannes de courant et des perturbations des systèmes satellitaires et de communication. Les implications économiques des tempêtes violentes sont estimées à des milliards de livres et leur importance est désormais reflétée dans le registre national des risques.

Les orages géomagnétiques ont tendance à être plus fréquents dans les régions où le champ magnétique terrestre est exceptionnellement faible. Les pointes sont des régions de champ magnétique exceptionnellement fort, mais une loi fondamentale de la nature signifie qu'elles doivent être accompagnées de régions de champ plus faible ailleurs sur le globe. La question clé est de savoir si le champ s'affaiblit un peu sur une grande région ou devient très faible dans une petite région seulement. Ce dernier scénario "anti-pic" pourrait être similaire ou plus extrême que le point faible actuel de l'Atlantique Sud.

Il est difficile de dire s'il y aura plus de pointes. Jusqu'à très récemment, le pic jordanien a été le seul événement de ce type jamais observé. Cependant, il y a maintenant de nouvelles preuves alléchantes pour une autre caractéristique en forme de pointe au Texas, également vers 1000 avant JC. Notre compréhension de ce à quoi devraient ressembler les pointes, comment ils changent dans le temps, et leur relation avec le mouvement du fer liquide dans le noyau terrestre s'améliore également rapidement.

Couplé à des simulations numériques qui modélisent la dynamique du noyau terrestre, il sera peut-être bientôt possible de faire les premières prédictions de la fréquence à laquelle les pics se produisent et des emplacements les plus probables où ils auraient pu se produire dans le passé (et pourraient se produire à l'avenir). Il se pourrait qu'ils soient plus fréquents qu'on ne le pense.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.