Terre - géologie et géophysique.

« 7.1 Pôles magnétiques Les pôles magnétiques de la Terre ne correspondent pas à ses pôles géographiques, c’est-à-dire aux pôles Nord et Sud.

Le pôle nord magnétique se déplace suivant unetrajectoire irrégulière autour de sa position moyenne, située au large de la côte ouest des îles Bathurst, dans le nord du Canada, à plus de 1 000 km au nord-ouest de labaie d’Hudson.

Le pôle sud magnétique est situé à l’opposé du pôle nord magnétique, sur le continent Antarctique, en terre Adélie. La position des pôles magnétiques varie légèrement d’année en année.

Parmi les modifications du champ magnétique terrestre, on peut citer la variation séculaire,modification de la direction du champ due au déplacement des pôles.

Il s’agit d’une variation périodique qui a lieu tous les 960 ans.

La position des pôles magnétiques subitégalement des modifications annuelles, diurnes et journalières moins importantes.

Ces déplacements ne peuvent être détectés que par des instruments très sensibles. Par ailleurs, il convient de noter que le pôle nord magnétique indiqué par une boussole (situé dans l’Arctique canadien) est en réalité le pôle sud magnétique de la Terre.Mais par tradition, et parce qu’il est situé au nord géographique, on l’appelle pôle nord magnétique. 7.2 Théorie de la dynamo Les mesures de la variation séculaire montrent que le champ magnétique terrestre a tendance à être dévié vers l’ouest, à une vitesse de 19 à 24 km par an.

Le magnétismeterrestre résulte d’un phénomène dynamique plutôt que statique.

Le fer ne conserve pas d’aimantation permanente à des températures supérieures à 540 °C et latempérature au centre de la Terre peut s’élever jusqu’à 6 650 °C.

D’après la théorie de la dynamo, le noyau de fer est liquide (sauf au centre de la Terre, où la pressionsolidifie le noyau), et les courants de convection au sein du noyau liquide se comportent comme les fils conducteurs individuels d’une dynamo, produisant un champmagnétique de grande intensité.

Le noyau interne solide tourne plus lentement que le noyau externe, ce qui explique le décalage séculaire vers l’ouest.

La surfaceirrégulière du noyau externe peut expliquer certaines variations irrégulières du champ. 7.3 Intensité du champ L’étude de l’intensité du champ magnétique terrestre est intéressante en ingénierie et pour la prospection géologique des ressources minérales et énergétiques.

Les mesuresd’intensité sont effectuées avec des instruments appelés magnétomètres.

Ils déterminent l’intensité totale du champ et les intensités de ses composantes horizontale etverticale.

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). 7.4 Paléomagnétisme Le paléomagnétisme est l’étude du magnétisme terrestre au cours des temps géologiques.

L’étude des roches volcaniques anciennes montre que, lorsqu’elles se sontrefroidies, elles se sont « congelées » avec leurs minéraux orientés dans la direction du champ magnétique de l’époque.

Dans le monde entier, l’étude de ces dépôtsminéraux montre qu’à travers les temps géologiques, l’orientation du champ magnétique s’est modifiée par rapport aux continents, alors que l’axe de rotation de la Terren’a pas changé.

Par exemple, il y a 500 millions d’années, le pôle nord était au sud de Hawaii et, pendant les 300 millions d’années suivantes, l’équateur magnétiquetraversait les États-Unis.

Pour expliquer ce phénomène, les géologues supposent que différentes parties de la croûte externe de la Terre se sont progressivement décaléesdans différentes directions.

Si c’était le cas, les zones climatiques seraient demeurées les mêmes, mais les continents auraient lentement dérivé vers différentes« paléolatitudes ». 7.5 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 terrestres’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 présentsdans les roches, a eu une grande influence sur les théories concernant la dérive des continents et l’expansion des fonds océaniques. 8 ÉLECTRICITÉ TERRESTRE Il existe trois réseaux électriques générés au sein de la Terre et dans l’atmosphère par des phénomènes géophysiques naturels.

L’un est situé dans l’atmosphère, un autreest dans la Terre et circule parallèlement à la surface ; le troisième, qui transfère en permanence une charge électrique entre l’atmosphère et la Terre, circule verticalement.Voir électricité. L’électricité atmosphérique, à l’exception de celle qui est associée aux charges au sein d’un nuage qui donne lieu à la foudre, résulte de l’ionisation de l’atmosphère par lerayonnement solaire et du déplacement de nuages d’ions transportés par les marées atmosphériques.

Les marées atmosphériques sont dues à l’attraction gravitationnelledu Soleil et de la Lune sur la Terre ( voir gravitation) et, comme les marées océaniques, elles montent et descendent quotidiennement.

Près de la surface terrestre, l’ionisation, et par conséquent la conductivité électrique de l’atmosphère, est faible, mais elle augmente rapidement avec l’altitude.

Entre 40 et 400 km au-dessus de laTerre, l’ionosphère forme une enveloppe sphérique conductrice.

L’enveloppe réfléchit les ondes radio ayant certaines longueurs d’onde, qu’elles proviennent de la Terre ouqu’elles atteignent la Terre à partir de l’espace.

L’ionisation de l’atmosphère varie considérablement, non seulement avec l’altitude, mais également avec le moment de lajournée et la latitude. 8.1 Courants terrestres Les courants terrestres constituent un réseau mondial de huit boucles de courant électrique, régulièrement distribuées des deux côtés de l’équateur, plus une série deboucles plus petites près des pôles.

Bien que l’on ait affirmé que ce réseau est induit par les modifications quotidiennes de l’électricité atmosphérique (et cela pourrait êtrevrai pour les variations à court terme), il est probable que les origines du réseau soient plus complexes.

Le noyau de la Terre, constitué de fer et de nickel en fusion, estsusceptible de conduire l’électricité et peut être assimilé à un énorme générateur électrique.

On pense que les courants de convection thermiques du noyau déplacent lemétal en fusion selon des motifs en boucles. 8.2 La charge de 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 chargenégative 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 Terreen 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 courantspositifs 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 courantspositifs 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 étédémontré 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. »