Turbulences au cœur de la Terre

Pour la première fois une simulation numérique montre les turbulences du noyau de la Terre à 3000 km sous nos pieds.

Attention, chaud dedans ! Et turbulent aussi ! C’est la première fois que les mouvements du noyau de la planète, cette sphère liquide de fer et de nickel, située à 3000 kilomètres sous nos pieds, sont modélisés à ce niveau de détail.

Pour obtenir cette représentation fine, Nathanaël Schaeffer de l’Isterre (Institut des sciences de la Terre de Grenoble/CNRS et Université de Savoie) et ses collègues de l’Institut de physique du Globe de Paris (Université Paris Diderot) ont utilisé les ordinateurs les plus puissants du parc français : les supercalculateurs du Genci (Grand équipement national de calcul intensif) qui comporte pas moins de 80000 processeurs dont 16000 ont été utilisés. Cet exploit intéresse aussi bien les géophysiciens théoriciens que ceux qui cherchent à optimiser la navigation aérienne !

Car ces mouvements sont précisément à l’origine du champ magnétique de la Terre. Le noyau liquide –qui est un milieu conducteur d’électricité– entoure une graine solide d’un rayon de 1220 km. Les deux sont importants pour le maintien du champ.

Champ magnétique terrestre

Une représentation des lignes du champ magnétique terrestre (Source : N. Schaeffer/Isterre).

Et celui-ci est un élément indispensable au développement de la vie : les lignes du champ sont disposées de telle manière qu’elles dévient les particules énergétiques envoyées par le Soleil, sans compter que toutes les boussoles terrestres s’alignent sur la direction du champ magnétique, et sans boussole, la navigation –aussi bien aérienne que maritime- se trouve fort démuni… En outre, les oiseaux migrateurs l’utilisent aussi pour entreprendre leur voyage vers des contrées plus clémentes.

Seulement, le champ magnétique varie dans le temps : certaines de ses variations sont à l’échelle des millions d’années, comme le phénomène d’inversion magnétique au cours duquel le nord magnétique passe au sud et vice versa… Au cours des dernières 200 millions années ce phénomène a eu lieu pas moins de 300 fois. La toute dernière s’est passée il y a 780000 ans… sans que les scientifiques comprennent réellement ce qui déclenche ces inversions. Ils soupçonnent toutefois un changement dans les mouvements qui agitent le noyau.

En outre, le champ magnétique connaît aussi des variations bien plus rapides –qui peuvent durer de quelques années à quelques centaines d’années– et localisées à l’échelle d’un continent. Elles créent en surface des anomalies magnétiques –des régions où le champ est anormalement plus fort ou plus faible qu’ailleurs, dont l’origine n’est pas totalement expliquée.

Ce sont ces variations rapides qu’éclaire cette modélisation : en rouge et bleu (voir photo ci-dessus) sont représentés les mouvements dans le noyau liquide depuis le sommet de la graine jusqu’à la surface du noyau. On voit se former (en bleu) une sorte de tornade polaire étendue, qui correspondrait, à la surface de la Terre, à une zone où le champ magnétique est à l’inverse du champ général. Ces régions peuvent apparaître et disparaître à l’échelle de quelques années.

Source : Sciences & Avenir

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, l’exposition « La machine Terre« .

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