Le mouvement du noyau de fer génère de l’électricité, ce qui entraîne une orientation magnétique de la planète entière. Les scientifiques peuvent retracer l’histoire magnétique de notre planète grâce à la lave refroidie. Parce que le magnétisme de la planète dévie le rayonnement solaire, il permet à la vie d’exister sur Terre. En fait, tout au long de l’histoire de notre planète, les pôles ont même changé de position à plusieurs reprises et l’intensité du champ magnétique a augmenté et diminué. Les roches indiquent que la Terre possédait un champ magnétique puissant il y a 3,7 milliards d’années, mais les scientifiques ne savent pas exactement d’où pourrait provenir ce champ. Des rochers magnétisés ont également été découverts sur la Lune.
La vie n’aurait pas pu se former sans le champ magnétique terrestre, qui résulte des métaux lourds en fusion bouillonnant dans son noyau.
Notre planète est un aimant géant d’un diamètre d’environ 8 000 milles. La force magnétique – l’interaction électrique entre les métaux chargés magnétiquement dans le noyau terrestre – s’étend sur des milliers de kilomètres dans l’espace. Cette magnétosphère bloque le puissant rayonnement solaire qui autrement détruirait notre atmosphère et la vie sur la planète. En fait, les vents solaires soufflent la coque magnétique de la Terre en forme de queue.
Un effet secondaire visible de notre protection solaire magnétique est l’aurore, ou aurore boréale et australe. La lueur bleu-vert est causée par des particules solaires chargées tombant dans la haute atmosphère à des vitesses pouvant atteindre 45 millions de milles par heure. Heureusement, notre champ magnétique dévie le vent solaire vers les pôles terrestres. En chemin, les particules de notre ionosphère deviennent fluorescentes, provoquant un spectacle de lumière. Les astronautes peuvent voir les aurores depuis l’espace.
Les métaux liquides tels que le fer se déplacent dans le noyau externe. En raison de la rotation de la Terre, nous avons «des métaux en mouvement et chargés magnétiquement», explique l’astrophysicien Neil deGrasse Tyson dans un court métrage YouTube. «Lorsque vous avez du métal en mouvement, vous créez ce qu’on appelle une dynamo, et dans une dynamo, vous créez en fait un champ magnétique à partir de zéro. C’est pourquoi les vieilles planètes mortes et refroidies n’ont pas de champ magnétique. Par exemple, Mars n’a pas vraiment de champ magnétique. » Aujourd’hui, la planète rouge n’a pas de noyau fondu et son champ magnétique a fortement diminué il y a environ 3,8 milliards d’années pour des raisons inconnues. Cela a laissé la planète et toute vie qui pourrait y exister ouverte au rayonnement solaire nocif.
Imaginez de l’eau bouillante dans une casserole chauffée. Il continue de bouillir en raison des forces de convection qui transfèrent la chaleur à travers le liquide. De même, le noyau en fusion chaud des bulles de métaux lourds, stimulé par la rotation de la planète. Au cours de ce mouvement constant, un courant électrique de plusieurs centaines de kilomètres de large est généré dans les métaux lourds, circulant à des milliers de kilomètres par heure.
Les scientifiques paléomagnétiques qui étudient ce phénomène échantillonnent et datent les roches des dorsales médio-océaniques en mouvement de la Terre, où les plaques tectoniques se forment lorsque la lave entre en éruption au fur et à mesure qu’elle se propage et se refroidit. Les minéraux émergeant des profondeurs de la Terre sont riches en fer, ils s’alignent donc avec le champ géomagnétique de la planète, «gelant» la force et la direction du champ magnétique en place au moment où la lave refroidit à environ 1 300 degrés Fahrenheit.
Cet échantillonnage de roches a fourni une image de la source magnétique terrestre au cours des 160 derniers millions d’années. Selon la NASA, des recherches montrent que ce champ est le plus puissant des 100 000 dernières années.
Ne prenez pas l’orientation magnétique pour acquise
Vous pouvez facilement déterminer la direction vers laquelle pointe le champ à l’aide d’une boussole. Cependant, le nord magnétique s’est écarté de sa position normale car l’endroit où circule le fer liquide affecte l’emplacement des deux pôles magnétiques. En fait, tout au long de l’histoire de notre planète, les pôles ont même changé de position à plusieurs reprises et l’intensité du champ magnétique a augmenté et diminué. Les scientifiques ont récemment noté que le récent déplacement du pôle nord magnétique se produisait de manière inhabituellement rapide, allant d’un maximum de neuf milles par an à un maximum de 37 milles par an entre 1999 et 2005. Cela pourrait avoir des implications pour tous les systèmes nécessitant une boussole, comme votre smartphone, ou pour les navires en mer.
Les scientifiques pensent que le noyau terrestre a commencé à se solidifier il y a un milliard d’années. Cependant, les données traditionnelles montrent que la Terre magnétique est plus de trois fois plus ancienne. Il est désormais généralement admis que le géomagnétisme a commencé il y a 3,5 milliards d’années, mais les paléomagnétistes ne savent toujours pas comment cela s’est produit.
Des roches anciennes témoignent de l’existence du champ magnétique terrestre
Les roches indiquent que la Terre possédait un champ magnétique puissant il y a 3,7 milliards d’années, mais les scientifiques ne savent pas exactement d’où pourrait provenir ce champ. Des enregistrements de l’ancien magnétisme de notre planète remontant à 3,7 milliards d’années ont été découverts, prouvant que le champ magnétique terrestre a existé très tôt dans l’histoire. Pourtant, cette découverte est assez surprenante.
Les roches vieilles d’environ 4 milliards d’années sont difficiles à trouver; la plupart ont été recyclés par l’activité tectonique de la Terre, glissant dans le manteau à travers des zones de subduction, puis remontés en éruption par les volcans. Pourtant, d’une manière ou d’une autre, la séquence rocheuse de la ceinture supracrustale d’Isua au Groenland a survécu aux ravages du temps grâce à sa géologie unique, assise au sommet d’une épaisse plaque continentale, comme un radeau de sauvetage au milieu d’un océan de bouleversements tectoniques.
Des chercheurs de l’Université d’Oxford et du Massachusetts Institute of Technology ont mis au jour certaines de ces pierres d’Isua et ont découvert qu’elles contenaient des enregistrements de fer du champ magnétique terrestre primitif. Selon ces données, le champ magnétique de notre planète ne semble pas avoir beaucoup changé pendant cette période, mais les géologues ne comprennent pas complètement comment la Terre pourrait alors créer un champ magnétique.
Claire Nichols
L’existence d’un champ magnétique est essentielle au développement de la vie sur Terre, et les lignes de champ reflètent la dangereuse grêle de particules chargées soufflées vers nous par le vent solaire. Ainsi, l’existence d’un champ magnétique précoce pourrait avoir aidé la vie à prendre pied sur notre planète.
Des estimations et des indices antérieurs sur le champ magnétique de la Terre primitive provenaient de cristaux minéraux individuels appelés zircons trouvés dans d’anciennes roches d’Australie occidentale. Cela suggère l’existence d’un champ magnétique il y a 4,2 milliards d’années. Cependant, ces résultats ont ensuite été remis en question comme peu fiables.
Les nouveaux résultats concernant les roches du Groenland sont considérés comme plus fiables car, pour la première fois, ils s’appuient sur des roches ferrifères entières (plutôt que sur des cristaux minéraux individuels) pour déterminer l’intensité du champ d’origine. L’échantillon offre ainsi la première mesure fiable non seulement de la force de l’ancien champ magnétique terrestre, mais également de l’heure à laquelle le champ magnétique est apparu à l’origine.
L’une des roches du Groenland vieilles de 3,7 milliards d’années qui contient une relique de l’ancien champ magnétique terrestre. Claire Nichols
« Extraire des enregistrements fiables de roches aussi anciennes est extrêmement difficile, et c’était vraiment excitant de voir des signaux magnétiques primaires commencer à émerger alors que nous analysions ces échantillons en laboratoire », a déclaré la chercheuse principale Claire Nichols, professeur de géologie planétaire à l’Université d’Oxford. , dans un communiqué à la presse. « Il s’agit d’un pas en avant très important alors que nous essayons de déterminer le rôle de l’ancien champ magnétique lorsque la vie a commencé sur Terre. »
Les particules de fer contenues dans les roches d’Isua peuvent être considérées comme de minuscules aimants, s’alignant sur le champ magnétique terrestre lorsque la roche qui les entoure s’est cristallisée pour la première fois il y a 3,7 milliards d’années. Ainsi, leur emplacement détient le record d’intensité de champ. On estime que cette force était d’au moins 15 microtesla (mT), comparable à l’intensité du champ terrestre de 30 mT aujourd’hui.
Cependant, cela laisse encore un mystère: comment la Terre primitive a-t-elle créé son champ magnétique?
Aujourd’hui, ce champ est créé par un effet dynamo créé par les courants électriques dans le noyau externe de fer en fusion de la Terre, un effet provoqué par les forces de flottabilité lorsque le noyau interne de la planète se refroidit et se solidifie. Cependant, il y a environ un milliard d’années, le noyau interne s’est suffisamment refroidi pour commencer à se solidifier; Il y a 3,7 milliards d’années, cela n’aurait pas pu affecter l’effet dynamo de la même manière qu’aujourd’hui. En bref, la manière dont l’ancien champ magnétique terrestre est né reste un mystère.
Heureusement, il a bel et bien été créé et a sans aucun doute aidé la vie microbienne primitive à survivre et à se développer. Dans le passé, le vent solaire était plus fort qu’aujourd’hui, mais avec le temps, le champ magnétique terrestre aurait pu lui résister, créant ainsi les conditions permettant à la vie de s’échapper des océans, où elle était protégée des influences néfastes. rayonnement et sur terre.
Des briques anciennes révèlent des changements dans le champ magnétique terrestre: l’oxyde de fer raconte toute l’histoire
Les briques anciennes pourraient détenir la clé de la compréhension des champs magnétiques variables de la Terre. Les scientifiques ont examiné les niveaux d’oxyde de fer dans des briques vieilles de 3 000 ans pour comprendre le niveau de magnétisme auquel les briques étaient exposées lors de la cuisson. Cette stratégie pourrait fournir une nouvelle façon de dater des artefacts anciens dépourvus de matière organique.
Les briques anciennes semblent capables de raconter l’histoire des changements dans la force du champ magnétique terrestre, ouvrant ainsi la voie à un nouveau monde de datation des artefacts.
Une équipe de chercheurs, publiant leurs découvertes dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, a montré comment les flux et reflux du champ magnétique terrestre laissaient des empreintes sur des briques d’argile mésopotamiennes vieilles de 3 000 ans grâce à des changements dans les grains d’oxyde de fer. Étonnamment, ces données pourraient marquer le début d’une toute nouvelle méthode de datation d’objets anciens dépourvus de matière organique.
« Nous nous appuyons souvent sur des méthodes de datation telles que les datations au radiocarbone pour mieux comprendre la chronologie de l’ancienne Mésopotamie », a déclaré Mark Altavil, co-auteur et professeur d’archéologie à l’University College de Londres, dans un communiqué. «Cependant, certains des vestiges culturels les plus courants, tels que les briques et les poteries, ne peuvent généralement pas être facilement datés car ils ne contiennent pas de matière organique. Ce travail contribue désormais à fournir un cadre de datation important qui permettra à d’autres de bénéficier d’une datation absolue utilisant l’archéomagnétisme.»
Ce nouveau terme, archéomagnétisme, fait référence à la signature du champ magnétique terrestre dans les objets archéologiques. Cela aidera non seulement à dater les artefacts, mais permettra également d’en apprendre davantage aux experts sur l’histoire du champ magnétique terrestre, dont la force change avec le temps.
Il s’avère que la magnétosphère de notre planète laisse une marque distincte sur les minéraux tels que l’oxyde de fer lorsqu’elle se réchauffe. Ainsi, lorsque les ouvriers cuisaient les briques d’argile, ils enregistraient des preuves de la force relative du champ magnétique terrestre au fil du temps.
Déterminer la force d’un champ magnétique par lui-même, sans aucun lien avec lequel la relier, peut nous aider à mieux comprendre l’histoire de notre planète, mais cela ne contribue pas beaucoup à dater les artefacts étudiés. Pour ce faire, l’équipe a sélectionné 32 briques provenant de sites archéologiques de la région qui était autrefois la Mésopotamie, chacune portant le nom du roi régnant.
« Des découvertes archéologiques précisément datées provenant de riches cultures mésopotamiennes, en particulier des briques portant les noms de rois spécifiques, offrent une opportunité sans précédent d’étudier les changements dans l’intensité du champ à haute résolution temporelle », Lisa Tox, co-auteur et professeur à l’Institut d’océanographie. L’étude «suit les changements sur plusieurs décennies ou moins», indique le communiqué.
Ce n’est pas un processus facile. L’analyse des grains d’oxyde de fer impliquait l’examen de minuscules fragments de bords cassés de briques et l’utilisation d’un magnétomètre pour mesurer avec précision ces restes.
« En comparant les artefacts anciens avec ce que nous savons sur les conditions du champ magnétique ancien », a déclaré Matthew Howland, auteur principal et professeur à l’Université d’État de Wichita, « nous pouvons estimer les dates de tous les artefacts qui ont été chauffés dans les temps anciens ».
En faisant correspondre la force magnétique mesurée des grains d’oxyde de fer avec le nom imprimé et le règne connu de la personne, l’équipe a créé une carte historique des changements de champ magnétique. Cette combinaison de science et d’histoire a permis aux spécialistes d’avoir un regard unique sur le passé, à la fois sur l’objet analysé et sur notre planète.
Et il s’avère que l’utilisation d’échelles de temps des règnes de rois, dont certains n’ont régné que quelques années, peut fournir une fenêtre de datation encore plus étroite que la datation au radiocarbone, qui ne peut souvent atteindre que quelques centaines d’années.
Cette nouvelle carte ancienne montre également certains événements uniques dans l’histoire de notre planète. Il a pu confirmer un événement connu sous le nom d’anomalie géomagnétique de l’âge du fer levantin, lorsque le champ magnétique était inhabituellement fort entre 1050 et 550 av. Il a également montré un changement spectaculaire dans le champ sur une période de temps relativement courte sous le règne de Nabuchodonosor II (604 à 562 avant JC), ce qui suggère que des pics rapides de tension au sein de notre champ magnétique peuvent se produire et se produisent effectivement.
« Cette étude », écrivent les auteurs dans l’étude, « établit la base de l’utilisation de l’analyse archéomagnétique comme méthode de datation absolue des matériaux archéologiques de Mésopotamie ».
Des rochers «magnétisés» ont été découverts dans l’un des cratères de l’équateur de la Lune
Ils influencent les mouvements de la poussière lunaire à proximité immédiate de ces rochers. Des planétologues européens et arabes ont découvert dans le cratère lunaire Rainer-K de gros rochers dotés de propriétés magnétiques uniques, qui affectent le mouvement de la poussière lunaire à proximité immédiate de ces rochers. C’est ce qu’a rapporté le service de presse de l’Université allemande de Munster.
«Nous avons découvert ces rochers immédiatement après avoir regardé la première photographie de cette région de la Lune. Ils diffèrent nettement de tous les autres pavés à proximité, car ils diffusent la lumière beaucoup plus faiblement que les autres rochers à proximité. Nous supposons que leur aspect inhabituel est lié à la façon dont ces pierres interagissent avec la poussière et à la structure des particules de poussière», a expliqué Ottaviano Ruesch, chercheur à l’Université de Münster, cité par le service de presse de l’université.
Les scientifiques ont fait cette découverte en étudiant des images de haute qualité de l’océan des tempêtes obtenues à l’aide des caméras de la sonde orbitale LRO. Sur ces photographies, les scientifiques recherchaient de grosses roches lunaires brisées par la chaleur et d’autres facteurs naturels. Il s’agit vraisemblablement de fragments d’anciennes roches de la croûte et du manteau lunaire, ce qui les rend intéressants dans le cadre de l’étude de l’histoire de la formation de la Lune.
Cratère lunaire Reiner-K
Lorsque les scientifiques ont commencé à rechercher des roches fracturées similaires à proximité du cratère Rainer K, ils ont découvert qu’une partie petite mais significative des rochers locaux semblait complètement différente des autres rochers de taille similaire à la surface de la Lune. Sous certains angles de vue, ils semblaient nettement plus sombres que leurs voisins, ce qui était dû au fait que ces rochers diffusaient la lumière du soleil d’une manière unique qui n’est pas caractéristique de tous les autres fragments de roche lunaire.
Un examen ultérieur des photographies de ces roches fracturées a révélé que ces rochers lunaires étaient recouverts d’une épaisse couche de poussière. La taille de ses particules, ainsi que leurs propriétés physiques et leur emplacement, sont très différentes du reste des pavés «sombres» voisins. Des calculs et des observations ultérieurs ont indiqué que ces différences étaient dues au fait que ces pavés avaient des propriétés magnétiques anormales.
Ceci est notamment soutenu par le fait qu’à l’intérieur du cratère Reiner-K et à proximité immédiate se trouve l’une des anomalies magnétiques lunaires, dont les scientifiques étudient la nature depuis assez longtemps. Les observations ultérieures de ce cratère, ainsi que l’envoi prévu par la NASA d’un rover lunaire dans cette région de l’Océan des Tempêtes, aideront à révéler la nature de la «magnétisation» et d’autres propriétés anormales de ces rochers, ont conclu les chercheurs.