Tout au long de la longue histoire géologique de la Terre, le pôle magnétique n'est pas resté stable.

Pour des raisons encore mal comprises, le champ magnétique terrestre peut soudainement - et sans avertissement - s'affaiblir, commencer à bouger, et même complètement inverser la direction.

Les archives indiquent qu'au cours des 160 derniers millions d'années, le pôle magnétique a inversé sa polarité au moins plusieurs centaines de fois. Appelé « inversion de champ géomagnétique, " cela a eu pour effet d'échanger les positions des pôles, avec le nord magnétique devenant le sud magnétique, et vice versa. Le pôle magnétique a également subi ce qu'on appelle des « excursions ». Lors d'un événement d'excursion, le champ magnétique terrestre s'affaiblit et commence à dériver mais ne s'inverse pas. Le champ se renforce et les pôles reviennent enfin à leur position initiale.

Le professeur de géologie de l'UC Santa Cruz, Robert Coe, présentera son article, "Ce que nous savons et ne savons pas sur les inversions" lors de la prochaine réunion de l'American Geophysical Union (AGU) à Washington, D.C. en décembre.

Coe est professeur émérite de géophysique, et a eu une longue et brillante carrière. Il a reçu de nombreux prix et distinctions pour ses nombreuses réalisations en recherche. Il a obtenu son doctorat. à l'Université de Californie, Berkeley, et a fait des études de troisième cycle en Australie avant de retourner aux États-Unis où il a rejoint la faculté de l'UC Santa Cruz en 1968. Il a apporté des contributions importantes dans un certain nombre de domaines, dont la volcanologie, géochimie, et tectonique. Dans les années 1970, il a développé une méthode pour mesurer plus précisément l'intensité du champ magnétique dans les roches – une méthode qui porte son nom. Peut-être sa contribution la plus importante, cependant, a été dans le paléomagnétisme, où il a été un pionnier dans l'étude des inversions de champ magnétique.

"Le champ magnétique de la Terre est agité, " a déclaré Coe dans une récente interview.

Les preuves de cette agitation sont apparues pour la première fois au début du XXe siècle, lorsque les géologues ont reconnu que certaines roches présentaient un magnétisme dont l'orientation était différente du champ magnétique terrestre actuel. Bien que peu pris en considération à l'époque, les géologues ont finalement reconnu l'importance de cette observation et se sont intéressés à l'étude du phénomène. Un certain nombre d'articles influents publiés dans les années 1960 - y compris un certain nombre d'articles rédigés par Coe - ont jeté une lumière considérable sur le processus en identifiant les transitions de polarité dans les coulées de lave et les sédiments.

Le processus par lequel les roches sont magnétisées se produit lorsqu'elles se forment, Coe a expliqué. Les scientifiques en savent beaucoup plus sur la magnétisation des roches volcaniques que sur les roches sédimentaires. Alors que les roches ignées se refroidissent, par exemple, ils se magnétisent dans le sens du champ qui prévaut à ce moment. Ce processus peut prendre quelques jours ou quelques années et fournit un "instantané" du champ magnétique terrestre, il ajouta. Par conséquent, en étudiant de nombreuses roches différentes formées au cours de différentes périodes géologiques, les chercheurs peuvent créer un enregistrement de l'histoire de l'errance magnétique de la Terre.

L'un des meilleurs enregistrements des inversions magnétiques de la terre provient de Steens Mountain, dans le sud-est de l'Oregon. Ici, une série de coulées de lave basaltique du Miocène qui se chevauchent enregistrent une histoire complexe de plusieurs milliers d'années d'histoire géomagnétique de la Terre. Significativement, le record de Steens Mountain porte la preuve d'une inversion magnétique complète qui s'est produite à un rythme extraordinairement rapide (entre 3 et 8 degrés par jour) il y a environ 15,5 millions d'années.

Malheureusement, les inversions magnétiques peuvent être bien plus complexes que les meilleures, enregistrement paléomagnétique le plus détaillé disponible. Les enregistrements volcaniques sont limités par la « nature discontinue et épisodique des éruptions volcaniques, " a déclaré Coe. Pour mieux comprendre l'histoire géomagnétique de la Terre, Coe a souligné, nous avons besoin d'avoir d'excellents enregistrements non seulement à partir de contextes volcaniques mais aussi à partir de données sédimentaires.

Des carottes d'eau profonde très détaillées récemment obtenues lors d'opérations de forage dans l'Atlantique Nord pourraient fournir la clé de voûte. Ceux-ci ont été obtenus à partir d'une section verticale du fond océanique et fournissent une séquence continue de strates magnétisées.

"Les records de l'Atlantique Nord donnent un espoir, " dit Coe.

Aujourd'hui, on a beaucoup appris sur les inversions du champ magnétique terrestre.

C'est maintenant connu, par exemple, que les inversions magnétiques se produisent beaucoup plus fréquemment qu'on ne le supposait auparavant, et qu'ils peuvent souvent se produire à des clips incroyablement rapides. On sait aussi que le dernier renversement complet, qui s'est produit 770, il y a 000 ans, s'est déroulée sur une période de moins de 100 ans.

Beaucoup plus, cependant, est encore à apprendre.

Plus important encore, les géologues continuent de débattre de la cause de ces renversements.

"Un renversement magnétique a certainement un grand aspect aléatoire ou chaotique, " Coe a déclaré. "Et il est actif sur de nombreuses échelles de temps."

Bien qu'un certain nombre de théories aient été avancées, l'explication dominante suggère que les inversions sont finalement liées au mouvement convectif de la Terre.

"Le champ magnétique de la Terre provient d'une action de type dynamo résultant du mouvement des fluides métalliques dans le noyau externe, " il a dit.

Les scientifiques ont également débattu pour savoir si un renversement peut causer des dangers majeurs, surtout à la technologie. Certains ont fait valoir qu'un renversement entraînerait la défaillance des systèmes électroniques et de communication mondiaux. La question, cependant, est controversé et reste sans réponse.