Vent solaire (rayonnement cosmique) : 1000 particules / minute

Vent solaire (rayonnement cosmique) : 1000 particules
/ minute / mètre carré de sol terrestre (107 eV et
1020 eV)
‰ protons (1 et 40 MeV)
‰ noyaux d’héliums 4 (10%)
‰ noyaux plus lourds (10-4)
‰ électrons
‰ photons
‰ neutrinos
Æ
neutron
proton + électron + anti-neutrino
= β-
1
0
1
n
1
2
He
H
2
1
n
0
0
He
H
1
+
2
1
+ ν∗
e
4
4
1
4
p
3
H
1
0
-1
2
e
-1
Vent solaire (protons)
Magnétosphère (« bouclier »)
Une particule de charge q et de vitesse V placée dans un champ
magnétique B est soumis à la force F de Lorentz :
9 F ortho à V et B
9 Trièdre (V,B, F) direct
9 F = |q.V.B.sin a|
La puissance P =0 car F orth V.
Vitesse non modifiée
direction du vecteur vitesse
champ magnétique d ’un aimant
champ magnétique terrestre (« barre magnétique »)
Vent solaire
Jupiter
Ceintures de radiation
La magnétosphère de Jupiter
gigantesque devant celle de la Terre
⇒ Champ magnétique en
surface:
- Jupiter: 4,2 Gauss
- Terre : 0,3 Gauss
∀⇒ Taille de la magnétosphère:
- Jupiter: 30.105 km
- Terre : 0,7.105 km
compression de la magné
PALEOMAGNETISME
• Déclinaison magnétique
– décalage / pôles magnétique et géographique
– variable f(t), f(lieu)
• Inclinaison magnétique
– varie de 0 à 90° , f(latitude)
– tg I = 2 tg L (où I = Inclinaison et L = latitude
magnétique)
• Intensité
Déclinaison magnétique
Déclinaison
magnétique au
01/01/1969
Valeur 11°17 ’
variation annuelle
= +7 ’
• Carte topographique de Sainte-Rose
(971)
Inclinaison
• Une aiguille magnétique suspendue à un fil
présente une inclinaison par rapport au plan
horizontal.
• La valeur de cet angle varie en fonction de
la latitude.
• 90° au pôle ; 0° à l’équateur ; 64° à Paris
(48° de latitude nord).
Intensité du champ magnétique
• Unité : nanotesla (nT) (1Gauss = 1E-4
Tesla)
• Intensité varie :
– f(latitude)
• aux pôles, F = 70.000 nT
• à l ’équateur F = 33.000 nT
– f(temps, espace)
• ex.: récemment, F(Paris)=46.000 nT
• variation séculaire
Géomagnétisme
• Fossilisation du Géomagnétisme :
– Corps ferromagnétiques
●
●
●
éléments : Fe, Ni, Co, Cr, Mn
Minéraux : Magnétites, Hématites, Chromites...
Acquisition d’une aimantation rémanente
au sein d’une roche magmatique.
•
Point de Curie : Fe = 770°C; Magnétite =
585°C
– Orientation des particules déposés dans
un sédiments encore meubles.
Fossilisation du
Géomagnétisme
Orientation magnétique selon
le champ magnétique
terrestre au moment du
refroidissement de laves
Aimantation rémanente
détritique
Orientation des grains de
magnétite selon le champ
magnétique terrestre au
moment de leur dépôt
(sédimentation)
Anomalies :
¾ Pôles différenciés !
¾ Déplacement des pôles
¾ Changement de polarité
Déplacement des continents
les uns par rapport aux
autres !
Inversion magnétique !
INVERSE
NORMAL
• Enregistrement par des laves à Steens Mountain
(Oregon, USA)
• Temps mis pour passer du stade inverse au stade
normal : 1500 ans
• Age du changement : 30000 ans
Inversion des pôles
• Datation des inversions
et établissement d’une
échelle
magnétostratigraphique
• Temps : court à
l’échelle géologique par
rapport à la période de
stabilité.
Modélisation de l’inversion
magnétique…!?
Dynamo-disque de Bullard
•Disque conducteur en rotation dans un champ
magnétique axial.
•Différence de potentiel (centre et bord du
disque).
•Un fil électrique est relié à l'axe et au bord du
disque (sans blocage de la rotation).
•La f.e.m induite fait circuler un courant dans
cette boucle. La spire va à son tour générer un
champ magnétique axial qui se superpose au
circuit excitateur. Le dispositif est donc une
dynamo auto-excitée sans inversion
Dispositif de Rikitake
Le courant induit dans le fil 2
engendre le champ
magnétique qui induit le
courant dans le fil 1, et
réciproquement.
normal
inverse
système instable
dynamo stable (en général) --- des petites perturbations des courants
de convection --- instabilité du système magnétohydrodynamique --inversion du champ magnétique.
N
N
N
N
Inversions dans le modèle d'Hoffman (1977)
normal
inverse
Enregistrement du
paléomagnétisme lors de
missions océanographiques
(DSDP ou ODP...)
●
Disposition parallèle par
rapport aux dorsales
océaniques
• Symétrie par rapport à
cette dorsale
• Vieillissement des terrains
au fur et à mesure que l’on
s’éloigne de la dorsale
●
Accrétion océanique =
moteur de la « dérive des continents »