GÉOPHYSIQUE

Le coeur secret de la Terre

Les premières mesures du champ magnétique terrestre prises par le satellite danois Oersted ont été présentées lors d’un colloque organisé par le Centre national d’études spatiales. Des résultats destinés à mieux comprendre les mystères du coeur de la planète.

1-Sert à mesurer l’intensité du champ.

Depuis plus d’un an, Oersted, un satellite voué tout entier à l’écoute de la Terre, jauge le champ magnétique qu’elle génère. "Cette mission résulte d’une collaboration entre les Danois qui ont conçu le satellite, les Français (CNES) qui l’ont équipé d’un magnétomètre(1) et les Américains qui ont fourni le système GPS qui permet de sonder les enveloppes externes de la Terre", explique Pascale Ultré-Guérard, responsable de programme en géophysique interne au CNES. C’est donc la tête dans les étoiles que les scientifiques vont tenter de percer les mystères du centre de la Terre, ce que n’ont pu faire les forages de prospection. Les plus profonds forages mesurent moins de 20 km: une broutille par rapport aux 6 400 km qu’il faudrait creuser pour atteindre le centre mythique de la Terre. Tenter de le comprendre consiste désormais à analyser le champ magnétique grâce aux données satellitaires et non pas, comme l’imaginait Jules Vernes, en voyageant dans les entrailles de la planète. Une révolution dans les sciences de la Terre!
En 1979, les Américains avaient lancé Magsat pour une mission de six mois, premier satellite dédié à la mesure complète du champ magnétique. Vingt ans après, en février 1999, Oersted est mis sur orbite. "Oersted a permis de regrouper des géophysiciens du monde entier que leurs spécialités très pointues (géologie interne et externe, étude du plasma solaire, etc.) éloignaient jusqu’alors, estime Pascale Ultré-Guérard. Ils ont établi un pré-bilan de la mission Oersted et vont, notamment, tenter de comprendre ensemble le mouvement qui anime le noyau terrestre liquide." Hors de portée directe, ce noyau entoure la graine terrestre et génère le "champ magnétique principal", l’un des trois champs magnétiques terrestres. La graine est composée de fer cristallisé par la pression (3,5 millions d’atmosphères). Le noyau est comparable à un immense océan de fluide conducteur (fer et nickel). Ce coeur de Terre est un feu permanent où la température varie entre 3 000^°C et 5 000^°C. La rotation du globe et le choc thermique produit par l’évacuation de la chaleur vers la surface où les températures sont basses, entraînent l’océan de métal liquide dans un mouvement. Résultat, l’électricité produite crée un champ magnétique à travers un processus appelé "géodynamo" que les chercheurs tentent en vain de reproduire avec des simulateurs numériques.

Champ magnétique crustal

Un second champ, le "champ magnétique crustal" émane de la croûte terrestre composée, notamment, de roches ferrugineuses plus ou moins aimantées. Le "champ magnétique externe", quant à lui, relève essentiellement du vent solaire qui souffle ses particules ionisées (protons et électrons) en direction de la Terre. Arrêtées par le champ magnétique principal, les particules vont circuler autour du globe et former l’ionosphère et la magnétosphère. Ainsi, le champ principal forme-t-il une sorte de bouclier magnétique sans lequel la vie sur Terre ne serait pas possible. Mais cette protection n’est pas toujours imperméable aux orages magnétiques provoqués par les bouffées de plasma solaire. Ces orages peuvent même entraîner des coupures d’électricité de plusieurs jours comme ce fut le cas à Québec en mars 1989. Ils invitent aussi à la féerie avec les aurores boréales des zones polaires, lorsque des millions de particules de lumière (photons) se déversent en de vastes faisceaux de couleurs.
Pour étudier cet ensemble complexe du champ magnétique terrestre, géomagnéticiens et paléomagnéticiens sont donc à pied d’oeuvre. Les premiers travaillent à partir des données dont disposent les cent cinquante centres de recherche appelés "observatoires magnétiques" qui recensent trois cents ans de mesures. "Cela permet d’élaborer des cartes représentant la pression, le mouvement ou les variables du champ magnétique contemporain à la surface du noyau, note Pascale Ultré-Guérard; ces cartes suivent, par exemple, l’évolution de la variation qui s’étend sur plusieurs siècles et repèrent les secousses magnétiques qui agitent parfois le globe."
Les paléomagnéticiens, eux, fondent leurs recherches sur l’analyse des roches aimantées qui nous viennent de la nuit des temps. Si les roches confirment la dipolarité du champ magnétique terrestre, elles révèlent aussi des inversions polaires aléatoires: en quelque mille ans, le pôle Sud bascule au nord et inversement. La dernière inversion remonte à 780 000 ans. Les conséquences et le pourquoi de ces variations temporelles? C’est justement l’une des énigmes qu’Oersted aidera peut-être à résoudre.

*SARAH MÉLHÉNAS