le champ magnétique

le champ magnétique

1-Qu’est-ce-que le champ magnétique terrestre?
La terre agit comme un énorme aimant sphérique et est entouré d’un champ magnétique appelé champ magnétique terrestre ou champ géomagnétique. Le champ magnétique terrestre ressemble au champ d’un aimant dipolaire (aimant cylindrique ou en forme de barreau avec des pôles N et S aux extrémités) situé au centre de la terre et incliné approximativement de 11° par rapport à l’axe de rotation de la terre. Cette représentation est trop simple car le champ observé est beaucoup plus complexe et varie non seulement dans l’espace mais également dans le temps. En chaque point le champ géomagnétique est caractérisé par sa direction et son intensité.

2- Le champ magnétique terrestre varie-t-il d’un endroit à l’autre?
Oui, le champ varie d’un endroit à l’autre d’une manière irrégulière ce qui nécessite des mesures en de nombreux endroits pour obtenir une image satisfaisante de sa distribution géographique. Cela est fait en le mesurant dans environ 200 observatoires magnétiques opérationnels sur les continents, complétés par des mesures sur les océans et des mesures par satellite.

3- Que sont les pôles magnétiques?
Les pôles magnétiques sont définis par les endroits où une aiguille aimantée librement suspendue s’oriente verticalement, autrement dit où l’inclinaison du champ est 90°. Ces endroits sont difficiles à déterminer parce que les pôles magnétiques ne sont pas fixes mais se déplacent de plusieurs centaines de kilomètres à cause de la variation diurne du champ et d’avantage encore pendant des orages magnétiques. Des observations récentes en 1990 par le Canadian Geological Survey et le U.S. Naval Oceanographic Office les situent à : 78,5 ° N et 103,4 ° W près de l’île Elef Ringes (Canada) 65 ° S et 139 ° E dans la baie Commonwealth (Antarctique) Les pôles basés sur une analyse globale du champ observé en se limitant aux termes dipolaires (modèle dipôle) sont appelés pôles géomagnétiques. Les pôles géomagnétiques qui correspondent au champ géomagnétique de référence international IGRF (IGRF = International Geomagnetic Reference Field) de 1995 sont situés à : 79,3 ° N, 71,5 W 79,3 ° S, 108,5 W

4- Comment convertir les lectures faites avec une boussole en azimut vrai ou azimut géographique?
La connaissance de la déclinaison du champ de l’endroit pour la période concernée (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la déclinaison ou cartes topographiques) permet de convertir la lecture en azimut vrai. L’azimut vrai est obtenu en ajoutant la déclinaison à la lecture (ou azimut magnétique) en suivant les conventions : déclinaison en degrés W ou négative, déclinaison E ou positive). Quand la déclinaison n’est pas connue pour la période concernée, mais pour une autre période, une correction en se basant sur la variation séculaire est nécessaire (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la variation séculaire de la déclinaison ou cartes topographiques). On peut aussi ?décliner? la boussole, c’est à dire faire une visée à la boussole dans une direction d’azimut géographique connu (selon une route rectiligne ou d’un point connu vers un repère figurant sur la carte). On peut ainsi déterminer la correction à apporter aux lectures de la boussole.

5- Qu’est-ce que l’équateur magnétique?
L’équateur magnétique est l’ensemble des points où l’inclinaison I est zéro et où la composante verticale V du champ est nulle. Contrairement à l’équateur géographique, l’équateur magnétique est irrégulier et n’est pas fixe. Au nord de l’équateur magnétique l’extrémité nord d’un aimant suspendu librement plonge en dessous du plan horizontal local et I et V sont comptées positives. Au sud de l’équateur magnétique l’extrémité sud de l’aimant plonge en dessous du plan horizontal et I et V sont comptées négatives.

6- Le champ varie-t-il beaucoup en quelques années?
Le champ magnétique varie dans le temps. Le spectre des variations est très large et s’étend de fractions de seconde jusqu’à quelques millions d’années. On distingue les variations d’origine interne des variations d’origine externe. La variation diurne, saisonnière et annuelle sont d’origine externe et trouvent leur origine dans l'activité solaire. Le soleil émet des particules et des radiations; elles provoquent des ionisations dans l’ionosphère qui donnent naissance à des courants électriques accompagnés de champs magnétiques. La plus grande cyclicité d’origine externe connue est d’environ 11 ans liée à la cyclicité des tâches solaires. Les variations d’origine interne ont des périodes plus longues allant de quelques années à des millions d’années. On appelle par définition les variations du champ principal d’origine interne la variation séculaire. Pour des raisons pratiques on appelle variation séculaire la variation d’une année à l’autre. Cette variation n’est donc pas complètement d’origine interne mais contient encore des composantes d’origine externe.

7- Est-ce que le champ géomagnétique s’inversera bientôt?
Bien que l’on observe une décroissance de l’intensité du champ géomagnétique on ne peut affirmer que le champ s’inversera bientôt. A partir des mesures de l’intensité depuis le milieu du 19e siècle certains chercheurs estiment que le moment magnétique dipolaire du champ s’annulera dans environ 1300 ans. Mais la valeur actuelle du moment dipôle est toujours plus importante qu’elle ne l’a été pour la plupart du temps pendant les dernières 50.000 années et la tendance à la décroissance peut basculer à n’importe quel moment. Même si le champ commence à s’inverser, il faudra quelques milliers d’années pour qu’il s’inverse complètement. Le champ ne s'annule pas entièrement lors d’une inversion mais il est plus faible que normalement, avec probablement des pôles multiples. La navigation à l’aide d’une boussole magnétique serait difficile et les animaux migratoires pourraient rencontrer quelques problèmes. Les inversions sont bien connues et bien datées pour les 5 derniers millions d’années à partir de mesures paléomagnétiques et des datations absolues; la dernière inversion a eu lieu il y a 780.000 années. Il est possible, et même probable, que des inversions de courte durée se soient produites depuis.

8- Quel est l’origine du champ magnétique terrestre?
Le champ géomagnétique trouve son siège dans le noyau externe liquide de la terre. L'hypothèse la plus probable, généralement admise actuellement, est que le champ géomagnétique est généré par interaction entre un champ magnétique et le mouvement du liquide dans le noyau externe. Cette hypothèse a été formulée par une théorie que l'on appelle la théorie dynamo. La séismologie nous a appris que le noyau externe de la terre se comporte comme un liquide. Ce liquide est un conducteur électrique et quand il est en mouvement dans un champ magnétique (champ interplanétaire par exemple) des courants électriques prennent naissance accompagnés d'un champ magnétique. A cause de la résistance ohmique ces courants décroissent rapidement et ont donc une durée de vie relativement petite. Il doit donc exister un mécanisme de régénération des courants électriques qui maintient le champ. Un des ces mécanismes est une dynamo auto-excitée.

9- Comment se fait-il que le champ magnétique soit enregistré par les terres cuites?
Les terres cuites contiennent des minéraux magnétiques (principalement des oxydes de fer) qui sont porteurs d’une aimantation rémanente. Lors de la cuisson, quand une température suffisante (température de Curie ou de Néel) est atteinte, cette rémanence disparaît. Pendant le refroidissement, sous cette température critique, une nouvelle aimantation rémanente guidée par le champ magnétique ambiant apparaît. Cette aimantation rémanente est donc un enregistrement du champ pendant le refroidissement.

10- Quelle est la précision de la datation archéomagnétique?
La précision de la datation archéomagnétique dépend de nombreux facteurs: fidélité de l’enregistrement dans les terres cuites, absence de déplacement de la structure, taux de variation du champ magnétique terrestre, précision des diagrammes de référence qui dépend elle-même de la précision de la datation des terres cuites sur lesquels ils sont basés. Dans les cas favorables on peut atteindre une précision de 25 ans.

11- Est-ce que le champ magnétique terrestre a beaucoup varié pendant les périodes archéologiques?
Dans nos régions, au cours des deux derniers millénaires, la déclinaison a varié d’environ 50° (de + 25° W à + 25° E) et l’inclinaison de 20° (de + 55° à + 75°).