La mission "SWARM" confirme l'affaiblissement du champ magnétique terrestre

Champ magnetique Terre © ESA/ATG Medialab

Le premier ensemble de résultats haute-résolution obtenus par la constellation de trois satellites Swarm de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) confirme que le champ magnétique qui protège notre planète s'affaiblit, un prélude possible à une inversion des pôles. Les conséquences, bien que relativement lointaines, pourraient être significatives pour nos civilisations basées sur les technologies.

Selon l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), "le champ magnétique de la Terre est principalement généré à l'intérieur de la Terre, par l'effet de dynamo dus aux mouvements de convection dans le noyau terrestre, composé à 90% de fer liquide. Ces mouvements sont générés par le refroidissement progressif du noyau et de la graine solide située au centre de la Terre. Il en résulte un champ magnétique dipolaire, incliné d'environ 10° par rapport à l'axe de rotation de la Terre.

La magnétosphère - la partie la plus externe - créée par le champ magnétique terrestre, a joué un rôle essentiel pour le développement de la vie sur terre en déviant les particules de haute énergie du vent solaire et des rayons cosmiques. Ceci a permis à l'atmosphère terrestre de se maintenir au cours du temps, contrairement à ce qui s'est passé sur Mars, où l'absence d'un champ magnétique important à permis au vent solaire d'arracher à son passage une grande partie de l'atmosphère de cette planète. Le bouclier fourni par la magnétosphère terrestre a ainsi réduit le flux de rayonnement à haute énergie qui arrive jusqu'au sol, permettant le maintient de la vie sur Terre."

Ce champ magnétique n'est pas stable et s'inverse (le pôle Nord magnétique devient le pôle Sud) suivant des intervalles irréguliers pouvant varier de 100 000 ans à plusieurs millions d'années. Le dernier changement remarquable des pôles magnétiques – dit inversion Brunhes-Matuyama – s'est produit il y a déjà plus de 780 000 ans. Le processus se déroule en trois phases : un précurseur, le basculement lui-même, et un rebond. Selon les analyses géologiques des inversions précédentes, la phase de transition dure au plus un millier d'années. Or, pendant cette période, "l'intensité du champ chute à moins de 10 % de sa valeur normale" indique Vincent Courtillot dans un article du journal Le Figaro.

Les conséquences d'une inversion du champ magnétique terrestre

Les conséquences seraient significatives sur le vivant et nos technologies, puisque la surface de la Terre ne serait alors plus protégée des radiations solaires. Toutefois, l'ampleur des dégâts reste incertain et la continuité de la vie après de tels évènements (aucune extinction massive ne semble liée à une inversion magnétique) témoigne de sa formidable capacité d'adaptation, ce qui est bien moins évident dans le cas de nos sociétés. L'IPGP énumère les conséquences d'une perte d'intensité du champ magnétique terrestre :

- avaries des satellites perturbations des systèmes de télécommunication: satellites, câbles sous marins… 

- dégradation ou interruption des services de positionnements par satellites, e.g. GPS ou Galileo; 

- augmentation des radiations reçues par les passagers des avions et les astronautes;

- courants induits dans les oléoducs, accélérant leur usure;

- courants parasites dans les réseaux électriques, qui peuvent provoquer des pannes de courant sur des vastes régions.

Selon l'Institut national des sciences de l'univers, l'intensité du champ magnétique terrestre actuel diminue en moyenne de 5% par siècle. Or, cette diminution s'est accélérée brusquement depuis 1840 au point qu'à ce rythme le dipôle magnétique devrait s'annuler dans environ 1500 ans !

SWARM scrute l'invisible par CNES

La mission Swarm révèle les changements du magnétisme terrestre Afin de mesurer plus précisément ces changements, trois satellites (Alpha, Bravo et Charlie) ont été lancés en novembre 2013 sous le nom de constellation Swarm. Placés à des orbites variant entre 300 et 530 km d'altitude, Ils embarquent une armada d'instruments parmi lesquels les magnétomètres à saturation de flux (VFM) qui mesurent la direction du champ magnétique et les magnétomètres scalaires absolus (ASM) qui enregistrent l'intensité du champ.

 Selon l'Agence spatiale européenne, « Swarm fournit un aperçu sans précédent des rouages complexes du champ magnétique terrestre, qui nous protège des rayons cosmiques et des particules chargées qui nous bombardent. » En effet, les instruments permettent une précision inégalée même à grande échelle.

 Les mesures effectuées sur les six derniers mois confirment la tendance à l'affaiblissement du champ magnétique, dont le déclin est le plus spectaculaire sur l'hémisphère occidental et notamment en Amérique du Nord. Mais dans d'autres zones, par exemple le sud de l'Océan Indien, le champ magnétique s'est renforcé depuis le mois de janvier 2014. champ magnétique terrestre 2014

Évolution du champ magnétique terrestre de janvier à juin 2014. En rouge les zones où il se renforce, en bleu où il s'affaiblit ESA/DTU

Space Les mesures les plus récentes confirment également que le pôle Nord magnétique, actuellement situé dans la région arctique du Canada, se déplace vers la Sibérie à une vitesse moyenne de 90 mètres par jour !

 Ces changements sont basés sur les signaux magnétiques provenant du noyau terrestre qui est le principal (à 95%) moteur même du champ magnétique. Les scientifiques vont analyser les données pendant les prochains mois pour démêler les contributions magnétiques provenant d'autres sources, telles que le manteau, la croûte, les océans, l'ionosphère et la magnétosphère.

Cela fournira un nouvel éclairage sur de nombreux processus naturels, depuis ceux qui se produisent au plus profond de notre planète à la météorologie spatiale provoquée par l'activité solaire. En retour, ces informations permettront de mieux comprendre pourquoi le champ magnétique terrestre s'affaiblit.
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