Magnétisme terrestre

Par Jonathan MALBOEUF & Luc ORPHANOS
École Édouard-Montpetit, Montréal, mai 2002
Validation du contenu et révision linguistique: Martin Dugas
Science
animée, 2002
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TABLE DES MATIÈRES
Introduction
Diagramme des pôles terrestres
L’intensité du champ magnétique
Les pôles magnétiques
Charge de surface de la terre
Magnétisme terrestre
Anomalies magnétiques des planchers océaniques
Paléomagnétisme
Inversion magnétique
Magnétosphère
Conclusion
Médiagraphie
INTRODUCTION
Bonjour, notre sujet est le magnétisme terrestre.
Nous allons essayer de vulgariser le
géomagnétisme qui concerne notre planète à tous:
la Terre! Bon visionnement!
Luc et Jonathan
Diagramme des pôles terrestres
• La manifestation la plus
évidente de l'existence d'un
magnétisme terrestre (on dit
aussi géomagnétisme) est la
réaction d'une boussole, c'està-dire d'une aiguille aimantée
libre de se mouvoir autour d'un
axe. En tout point du globe
terrestre ou de l'atmosphère, la
pointe «nord» d'une telle
aiguille s'oriente vers un point
de la zone polaire boréale
(actuellement située au Canada,
à 73° de latitude nord et 100° de
longitude ouest); c'est donc que
la Terre crée un champ
magnétique.
L ’intensité du champ
magnétique
• L'étude de l'intensité du champ magnétique terrestre
est intéressante en ingénierie et pour la prospection
géologique des ressources minérales et énergétiques.
Les mesures d'intensité sont effectuées avec des
instruments appelés magnétomètres. Ils
déterminent l'intensité totale du champ et les
intensités de ses composantes horizontale et verticale.
L'intensité du champ magnétique terrestre
varie selon la position de l'observateur sur la
Terre. En moyenne, à la surface du globe, l'intensité
est de 5¥10-5 T (teslas).
Les Pôles magnétiques
Les pôles magnétique s de la Terre ne c orresponden t pas à s es pô les
géogra phiques, c'est -à- dire au x pôles Nord e t Sud. Le pô le Nord m agné tique est
actuellement situé au la rge de la côte ou est des îles B athurst, dans le Nord du
Canad a, à 1 290 kmau no rd-ouest de la baie d'Hudson. Le pô le Sud m agné tique
est a ctuellement situé sur le continent Antarctique, e n terre Ad élie, à en vi ron
1 930 kmau no rd-est de la P etite Amérique.
La position des p ôles magn étiques v arie légèrement d'année en ann ée. Parmi les
modifications du ch amp magnétique t errest re, on peut citer la variation sécula ire,
modification de la direction du ch amp due au dép lacement des pôles. Il s'agit
d'une variation périodique qui a lieu tous les 960 ans. La position des pôles
magnétiques subit également des modifications annu elles, diurnes et journalières
moins importantes. Ces déplacements ne peu vent être dé tectés que pa r des
instruments t rès sensibles.
Charge de la surface de la terre
La surface de la Terre possède une charge électrique négative. Bien que la
conductivité de l'air près de la Terre soit faible, l'air n'est pas un isolant parfait et la
charge négative s'évacuerait rapidement si elle n'était pas continuellement renouvelée
d'une façon ou d'une autre.
Chaque fois que des mesures ont été effectuées par beau temps, on a observé un
courant positif descendant de l'atmosphère vers la Terre. La charge négative de la
Terre en est la cause, car elle attire les ions positifs de l'atmosphère vers la Terre.
Bien que l'on ait suggéré que ce courant descendant puisse être compensé par des
courants positifs montant des régions polaires, on pense plutôt aujourd'hui que la
charge négative est transférée à la Terre au cours des tempêtes, tandis que le flux de
courants positifs descendant par beau temps est compensé par un flux inverse de
courants positifs provenant des régions de la Terre connaissant un temps orageux. Il a
été démontré qu'une charge négative est transférée à la Terre par les nuages d'orage,
et la fréquence à laquelle les orages produisent de l'énergie électrique suffit à
renouveler la charge de surface. En outre, la fréquence des orages semble être la plus
grande au moment où la charge négative de la Terre augmente le plus rapidement.
Le magnétisme terrestre
La compréhension du magnétisme terrestre a constitué
un pas très important dans la formulation de la théorie
de la tectonique des plaques. Deux aspects du
magnétisme retiennent l'attention: le paléomagnétisme
et les inversions du magnétisme terrestre. La découverte
de bandes d'anomalies magnétiques sur les planchers
océaniques parallèles aux dorsales est venue cautionner
la théorie de l'étalement des fonds océaniques de Hesse.
Les Anomalies magnétiques des Planchers
océaniques
Lors des premières phases de l'exploration des fonds
océaniques, les relevés de l'intensité du champ
magnétique à l'aide d'un magnétomètre tiré par un bateau
avaient montré l'existence, sur ces fonds, d'une
alternance de bandes parallèles de magnétisme faible et
de magnétisme élevé. On s'expliquait mal cette situation.
Au début des années 1960, Vine, Matthews et Morlay ont apporté
l'explication voulue et montré que l'existence de ces bandes
d'anomalie magnétique venait supporter l'hypothèse de l'étalement
des fonds océaniques de Hesse.
La formation de lithosphère océanique à la dorsale enregistre la
polarité du champ magnétique terrestre au moment où cristallise le
basalte. Le plancher océanique qui s'étale se comporte comme la
bande magnétique d'un magnétophone qui fixe le son (ici, la polarité
du champ magnétique) au fur et à mesure de son déroulement. Ce
sont ces différences de polarité magnétique qui sont responsables
des anomalies de l'intensité du champ. La polarité actuelle étant
normale, les bandes d'intensité élevée correspondent aux bandes de
polarité normale, résultant d'un effet d'addition, alors que les bandes
d'intensité faible correspondent aux bandes de polarité inverse,
résultant d'un effet de soustraction.
Le Paléomagnétisme
Bien que les Chinois aient découvert les premiers le
magnétisme terrestre dès l'an 1040, il revient à William
Gilbert, physicien et médecin de la reine Elisabeth I
d'Angleterre au début du 18e siècle, d'avoir réalisé que
si l'aiguille aimantée d'une boussole pointe
invariablement vers le Nord, c'est qu'il y a quelque
chose, une sorte d'aimant placé au centre de la terre, et
qu'il devient possible de calculer la direction et
l'intensité du champ magnétique en tout point de la
surface du globe.
Inversions magnétiques
Des études récentes du magnétisme rémanent
(résiduel) dans les roches et d'anomalies
magnétiques au fond des océans ont montré que le
champ magnétique terrestre s'est inversé au moins
170 fois au cours des 100 derniers millions d'années.
La connaissance de ces inversions, qui peuvent être
datées par les isotopes radioactifs présents dans les
roches, a eu une grande influence sur les théories
concernant la dérive des continents et l'expansion des
fonds océaniques.
Finalement, la réalité des inversions du champ
magnétique va être démontrée entre 1960 et 1966 par
deux équipes issues de Berkeley: une équipe du USGS
(United State Geological Survey) en Californie composée
d'Alan Cox, Richard Doell et Brant Dalrymple, et une
équipe de l'ANU (Australian National University) formée
de Ian McDougall et François Chamalun. À partir de
laves relativement récentes, ils construisent ensemble une
échelle des inversions de la polarité magnétique pour les
derniers 4 Ma, une échelle applicable aux U.S.A., à
l'Europe, au Pacifique et à l'Australie, et qui a valeur
mondiale.
CONCLUSION
Nous vous remercions d’avoir suivi notre projet
sur le magnétisme terrestre et nous espérons avoir
éclairé votre lanterne sur ce sujet.
Merci!
Médiagraphie
Al. (Page consultée le 10 mai 2002). La Zic-Mu, [En ligne]. Adresse ULR :
http://site-grekko.chez.tiscali.fr/musique2.html
Desautels, Alain. (Page consultée le 10 mai 2002). Magnétisme, [En ligne].
Adresse URL: Http://station05.qc.ca/csrs/Caverne/magnetis.html
Hachette Multimédia. (Page consultée le 10 mai 2002). Le magnétisme
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Médiagraphie…suite!
Rainero, Bernard, Vialatte, Pierre-Yves. (Page consultée le 10 mai 2002).
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