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La Lune jouerait un rôle majeur dans le maintien du champ magnétique terrestre

Publié le 28 mars 2017 Mis à jour le 23 octobre 2017
La Lune jouerait un rôle majeur dans le maintien du champ magnétique terrestre
La Lune jouerait un rôle majeur dans le maintien du champ magnétique terrestre
Date(s)

le 28 mars 2017

Un texte de la minute recherche par Denis Andrault (LMV). Le champ magnétique terrestre est généré par des mouvements turbulents dans le noyau externe liquide situé entre 2900 et 5200 kilomètres de profondeur.

Pour maintenir ces mouvements, le modèle classique propose un refroidissement constant du noyau, associé à une convection thermochimique vigoureuse, depuis la formation du noyau il y a environ 4.4 milliards d'années. Pourtant, deux découvertes récentes remettent en cause la pertinence de ce modèle. Tout d'abord, de fortes anomalies sismiques ont été reportées dans le manteau au contact avec le noyau à 2900 km de profondeur. Elles suggèrent que la température du noyau est encore très élevée aujourd'hui. Ensuite, la conductivité thermique du noyau liquide a été réévaluée à la hausse sur la base de nouvelles expériences. Ainsi, un refroidissement constant majeur, possiblement jusqu'à 15 térawatts (15000 milliards de watts), est nécessaire au maintien du champ magnétique terrestre par convection thermique.

Ces deux éléments combinés impliquent que la Terre aurait dû être complètement fondue il y a 4.4 milliards d’années et que son noyau aurait dû refroidir lentement d’environ 6800°C, à l’époque, jusqu'à 3800°C aujourd’hui. Mais une température initiale aussi haute est exclue, car elle correspond à la fusion complète du manteau au contact avec le noyau. Le maintien de cet état de fusion est incompatible avec un état thermique relativement stable que l'on connait pour la Terre assez rapidement après sa formation. Alternativement, les chercheurs proposent une autre source d’énergie pour maintenir le champ magnétique terrestre jusqu'à aujourd'hui.

La Terre adopte une forme aplatie, tourne autour d’un axe incliné qui oscille autour des pôles et son manteau se déforme élastiquement par effet de marée dû à la Lune. Ces effets pourraient stimuler continuellement les mouvements dans le noyau externe pour générer en retour le champ magnétique terrestre. Une puissance de 3.7 térawatts est constamment fournie à la Terre par transfert des énergies gravitationnelle et de rotation du système Terre-Lune-Soleil. Cette énergie est en partie utilisée pour produire les marées océaniques, mais le restant est suffisant pour générer le champ magnétique terrestre. Un tel effet est déjà documenté pour Io, Europe, deux satellites naturels de Jupiter, et de nombreuses exoplanètes. Ce nouveau modèle permettrait de résoudre le paradoxe majeur du modèle classique. Il souligne une influence de la Lune sur Terre qui dépasse largement le simple cas des marées.

Minute recherche Lune
Minute recherche Lune
Les effets gravitationnels associés à la présence de la Lune et du Soleil induisent sur Terre la déformation cyclique du manteau terrestre et des oscillations de l'axe de rotation. Ce forçage mécanique appliqué à toute la planète induit de forts courants dans le noyau externe constitué d’un alliage de fer de très faible viscosité. Ces courants sont suffisants pour générer le champ magnétique terrestre. © Julien Monteux et Denis Andrault


"The deep Earth may not be cooling down. Denis Andrault, Julien Monteux, Michael Le Bars and Henri Samuel. Earth and Planetary Science Letters. doi:10.1016/j.epsl.2016.03.020".