{"id":1242743,"date":"2020-11-18T22:07:24","date_gmt":"2020-11-18T22:07:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pressenza.com\/?p=1242743"},"modified":"2020-11-18T22:07:24","modified_gmt":"2020-11-18T22:07:24","slug":"la-danse-des-poles-pourquoi-le-pole-nord-se-deplace-t-il","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pressenza.com\/fr\/2020\/11\/la-danse-des-poles-pourquoi-le-pole-nord-se-deplace-t-il\/","title":{"rendered":"La danse des p\u00f4les : pourquoi le p\u00f4le Nord se d\u00e9place-t-il ?"},"content":{"rendered":"

Jean Louis Vigneresse<\/a>, Universit\u00e9 de Lorraine<\/a><\/em><\/p>\n

Le p\u00f4le Sud est sorti<\/a> de la Terre Ad\u00e9lie pour se promener en mer. Pendant ce temps, le p\u00f4le Nord vit sa vie de p\u00f4le ind\u00e9pendant et il passe la ligne internationale de changement de jour en 2018, se sauvant vers la Sib\u00e9rie. Jusqu\u2019ici, on ne comprenait pas trop cette d\u00e9rive anormale : pourquoi les chemins des deux p\u00f4les sont-ils ind\u00e9pendants l\u2019un de l\u2019autre ? Pourquoi leurs trajets se sont subitement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s depuis 1999 ?<\/p>\n

La transhumance des P\u00f4les<\/h2>\n

Un article r\u00e9cent<\/a>, publi\u00e9 dans Nature Geoscience<\/em>, explique cette soudaine acc\u00e9l\u00e9ration du p\u00f4le Nord vers la Sib\u00e9rie : elle est due \u00e0 une d\u00e9formation locale du champ magn\u00e9tique terrestre<\/a>. La d\u00e9formation est cr\u00e9\u00e9e par les mouvements de roches magn\u00e9tiques \u00e0 l\u2019interface entre le noyau terrestre et le manteau.<\/p>\n

Les r\u00e9sultats montrent que cette acc\u00e9l\u00e9ration n\u2019est pas anodine : la vitesse de d\u00e9placement du P\u00f4le est pass\u00e9e de 0\u201315 km\/an depuis qu\u2019on a commenc\u00e9 \u00e0 l\u2019enregistrer r\u00e9guli\u00e8rement dans les ann\u00e9es 70, \u00e0 50\u201360 km\/an depuis 1999.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Positions du p\u00f4le Nord magn\u00e9tique mesur\u00e9es et mod\u00e9lis\u00e9es.<\/span>
\nWikipedia<\/a>, CC BY<\/a><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

L\u2019\u00e9tude du champ magn\u00e9tique terrestre global s\u2019effectue essentiellement avec une technique de \u00ab d\u00e9composition en fr\u00e9quences \u00bb. Elle permet par comparaison entre deux \u00e9poques de distinguer ce qui varie rapidement dans le champ magn\u00e9tique de ce qui varie moins vite. On peut faire une analogie avec la d\u00e9composition en fr\u00e9quence sonore \u2013 il s\u2019agirait de distinguer les aigus et les graves dans un morceau de musique par exemple. Comme dans toute d\u00e9composition, il y a des parties positives et des parties n\u00e9gatives. Cette d\u00e9composition fait appara\u00eetre deux zones l\u00e9g\u00e8rement n\u00e9gatives dans les latitudes \u00e9lev\u00e9es, dites \u00ab patch \u00bb. Ce sont des petits aimants (dip\u00f4le<\/a>, quadrup\u00f4les\u2026) suppl\u00e9mentaires qui s\u2019additionnent pour former le champ total. Leur variation d\u2019intensit\u00e9 indique que le patch<\/em> canadien d\u00e9cro\u00eet l\u00e9g\u00e8rement tandis que le patch<\/em> sib\u00e9rien augmente. Ceci ne veut pas dire que le p\u00f4le nord glisse de l\u2019un \u00e0 l\u2019autre ; mais que les charges \u00e0 l\u2019origine de ces patchs<\/em>, qui font que le champ magn\u00e9tique terrestre est plus complexe qu\u2019un simple aimant nord-sud, se d\u00e9placent.<\/p>\n

Les basses fr\u00e9quences (les graves) indiquent que ces charges ont une origine profonde, \u00e0 l\u2019interface noyau-manteau. Toutes ces \u00e9tudes permettent de comprendre comment varie le champ dans le temps. Il faut alors recourir \u00e0 la mod\u00e9lisation pour comprendre pourquoi il existe ces variations.<\/p>\n

Mod\u00e8les num\u00e9riques et mod\u00e8les exp\u00e9rimentaux pour comprendre le manteau terrestre<\/h2>\n

\u00c9tudier le champ magn\u00e9tique implique de comprendre la circulation dans le noyau. Cela peut se faire de fa\u00e7on num\u00e9rique, en \u00e9tudiant la convection dans une sph\u00e8re<\/a> sous l\u2019influence de la chaleur, ou exp\u00e9rimentale, en \u00e9tudiant les mouvements dans une sph\u00e8re remplie d\u2019un liquide visqueux. Les mod\u00e8les exp\u00e9rimentaux font intervenir des sph\u00e8res remplies de sodium liquide, produit extr\u00eamement dangereux et instable au contact de l\u2019eau \u2013 d\u2019o\u00f9 des normes de s\u00e9curit\u00e9 tr\u00e8s strictes. Des interactions entre les mod\u00e8les num\u00e9riques (Paris, Zurich, Lingby DK, Leeds UK) et les exp\u00e9rimentaux (Grenoble, Maryland) permettent de raffiner notre compr\u00e9hension du champ magn\u00e9tique terrestre.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Simulation du champ magn\u00e9tique terrestre dans le c\u0153ur liquide du noyau terrestre ; les lignes de champ magn\u00e9tique bleues pointent vers le centre, oranges vers l\u2019ext\u00e9rieur.<\/span>
\nNASA<\/a><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

En particulier, les mod\u00e8les num\u00e9riques permettent de comprendre comment se font la circulation et la convection dans le manteau. Les mod\u00e8les analogiques, elles donnent des informations sur la cr\u00e9ation de quadrup\u00f4les et autres multip\u00f4les, soit sur l\u2019intensit\u00e9 du champ. Ils permettent aussi de remonter dans le temps, pour comprendre comment le champ magn\u00e9tique s\u2019est install\u00e9 sur terre, et depuis quand<\/a>. Ces \u00e9tudes poursuivent l\u2019analyse du champ, et ses inversions qui sont \u00e0 l\u2019origine de la d\u00e9couverte de la d\u00e9rive des continents. Le pourquoi est encore loin, mais on commence \u00e0 savoir comment.<\/p>\n

Pourquoi \u00e9tudier le champ magn\u00e9tique terrestre et ses variations ?<\/h2>\n

Notre existence m\u00eame est li\u00e9e \u00e0 l\u2019existence du champ magn\u00e9tique terrestre, car il nous prot\u00e8ge du vent solaire. En effet, le champ magn\u00e9tique terrestre a deux composantes, interne et externe. La composante interne, c\u2019est celle que l\u2019on vient de voir : elle est g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par les mouvements internes dans et autour du noyau. C\u2019est elle que l\u2019on mesure habituellement avec une boussole.<\/p>\n

La composante externe, dite \u00ab magn\u00e9tosph\u00e8re \u00bb r\u00e9sulte de l\u2019interaction de ce champ avec le flux de particules que nous envoie le soleil. Cette partie externe est situ\u00e9e entre 400 et 800 km d\u2019altitude. Elle est asym\u00e9trique, comprim\u00e9e du c\u00f4t\u00e9 diurne, vers le soleil, et sous forme de queue allong\u00e9e dans la direction oppos\u00e9e. Elle est naturellement li\u00e9e au cycle solaire de 27 jours (la rotation du soleil) et un cycle de 11 ans d\u00fb \u00e0 l\u2019interaction entre les plan\u00e8tes proches (V\u00e9nus, Terre, Jupiter). Le champ magn\u00e9tique solaire pr\u00e9sente \u00e9galement un cycle de 22 ans, correspondant aux inversions de polarit\u00e9 \u00e0 chaque nouveau cycle de 11 ans. La magn\u00e9tosph\u00e8re s\u2019oppose au vent solaire et d\u00e9vie les particules, c\u2019est un bouclier prot\u00e9geant la vie.<\/p>\n

Au niveau des p\u00f4les (on y revient) ce bouclier prend la forme de deux cornets, un au sud et un au nord, qui attirent les particules \u00e9lectris\u00e9es et forment les aurores bor\u00e9ales. Ce vent solaire est quelquefois tr\u00e8s important, induisant des manifestations que l\u2019on appelle des orages magn\u00e9tiques<\/a>. Ils brouillent les \u00e9missions radio et les communications \u00e9lectriques, d\u2019o\u00f9 l\u2019importance de l\u2019\u00e9tude des variations du champ magn\u00e9tique terrestre.<\/p>\n

\"\"
La magn\u00e9tosph\u00e8re de la Terre est la r\u00e9gion o\u00f9 les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques sont domin\u00e9s par le champ magn\u00e9tique.<\/span>
\nNASA, adapt\u00e9 en fran\u00e7ais par Medium69, Wikipedia<\/a>, CC BY-SA<\/a><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Comment utiliser une boussole lorsque l\u2019on est au p\u00f4le Nord ?<\/h2>\n
\"\"
p\u00f4le Nord magn\u00e9tique et p\u00f4le Nord g\u00e9ographique.<\/span>
\nWikipedia<\/a>, CC BY-SA<\/a><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Le champ magn\u00e9tique interne varie en direction horizontale, c\u2019est-\u00e0-dire parall\u00e8le au sol, vers le Nord, et verticale, c\u2019est-\u00e0-dire vers le centre de la Terre, de l\u2019\u00c9quateur aux P\u00f4les. L\u2019aiguille d\u2019une boussole suit en principe les lignes de force du champ magn\u00e9tique, qui convergent vers les P\u00f4les. Qui a fait un peu de randonn\u00e9e ou a \u00e9t\u00e9 scout conna\u00eet la d\u00e9clinaison et l\u2019inclinaison : la premi\u00e8re est l\u2019angle entre le nord g\u00e9ographique et le nord magn\u00e9tique, qui bouge, comme on vient de le voir, ce qui est \u00e0 l\u2019origine de la variation de d\u00e9clinaison qui est indiqu\u00e9e sur toutes les cartes topographiques. La seconde est l\u2019angle entre l\u2019horizontale (la surface de la Terre) et la ligne de champ. C\u2019est la variation qui part de l\u2019\u00e9quateur magn\u00e9tique, o\u00f9 l\u2019inclinaison est nulle, jusqu\u2019au p\u00f4le o\u00f9 la ligne est en principe verticale.<\/p>\n

Alors, comment utilise-t-on une boussole au p\u00f4le Nord magn\u00e9tique ? Si on est vraiment au p\u00f4le Nord, o\u00f9 que l\u2019on aille, on ira au Sud mais on ne saura pas si c\u2019est vers Paris, New York ou Moscou.<\/p>\n

Qu\u2019indiquent alors les boussoles ? La question devient plus simple. L\u2019aiguille aimant\u00e9e s\u2019aligne selon les lignes du champ. Elle a donc deux axes de rotation, vertical et horizontal, selon que l\u2019on se d\u00e9place sur la sph\u00e8re. Arriv\u00e9e au P\u00f4le, le champ est vertical. La pauvre aiguille n\u2019a plus de position d\u2019\u00e9quilibre en direction horizontale. Elle va se mettre \u00e0 tourner sur son axe vertical. Par contre, dans une situation sans contrainte de pivot vertical, par exemple suspendue \u00e0 un fil fin, l\u2019aiguille devient verticale. Reste \u00e0 d\u00e9finir les notions d\u2019Est et d\u2019Ouest, qui elles ne varient pas comme la droite et la gauche par rapport au Nord.\"The<\/p>\n

Jean Louis Vigneresse<\/a>, G\u00e9ophysicien, Universit\u00e9 de Lorraine<\/a><\/em><\/p>\n

Cet article est republi\u00e9 \u00e0 partir de The Conversation<\/a> sous licence Creative Commons. Lire l\u2019article original<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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