Le champ magnétique terrestre protégeait déjà la Terre il y a 3,7 milliards d’années

Récemment, des découvertes remarquables ont été faites grâce à l’étude de roches anciennes datant d’environ 3,7 milliards d’années, au début de la période archéenne. À cette époque, la Terre était probablement recouverte d’eau et la vie commençait tout juste à émerger. Ces roches anciennes ont révélé des indices sur la magnétosphère planétaire, montrant une structure étrangement similaire à celle qui protège encore notre planète aujourd’hui. Les résultats de cette étude ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth.

Les origines du champ magnétique terrestre

Le champ magnétique terrestre, une enveloppe protectrice étendue qui entoure notre planète, est généré au cœur de la Terre par un phénomène appelé géodynamo. Ce processus transforme l’énergie cinétique en champs électriques et magnétiques qui sont projetés dans l’espace.

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Ce champ magnétique joue un rôle crucial dans la préservation de l’habitabilité de la Terre en protégeant son atmosphère des effets dévastateurs du vent solaire et en déviant les radiations nocives. Cependant, les scientifiques ont encore beaucoup à apprendre sur son évolution au fil du temps et sur son impact sur la vie sur Terre.

L’évolution du champ magnétique au cours de l’histoire de la Terre est moins bien connue. C’est là que les roches sont utiles. Les matériaux ferromagnétiques qu’elles contiennent s’alignent sur les effets magnétiques externes, tels que le champ magnétique massif qui entoure et traverse la Terre, lorsqu’elles sont encore molles, pendant leur développement. Ces archives géologiques peuvent indiquer l’intensité du champ magnétique ainsi que son orientation. 

L’étude des roches anciennes 

D’une part, la roche peut se modifier sous l’effet d’un événement ou d’une force thermique, effaçant et écrasant les informations magnétiques précédemment enregistrées. C’est la raison pour laquelle, même si l’âge de la roche a été établi, il est si difficile de trouver des preuves fiables de l’existence du premier champ magnétique. Une équipe de chercheurs dirigée par la géologue Claire Nichols de l’université d’Oxford a récemment fait une découverte remarquable en étudiant des roches anciennes dans la région isolée d’Isua, au Groenland.

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La « ceinture supracrustale » est une région à la géologie unique, car elle repose sur une épaisse couche de croûte terrestre qui l’a protégée de l’activité tectonique et de la déformation pendant des milliards d’années. Cette formation contient des roches riches en fer. Certaines roches de cette formation ont été produites il y a environ 3,7 milliards d’années, selon la datation au plomb-uranium de cristaux de zircon.

Afin de déterminer les caractéristiques du champ magnétique terrestre à cette époque, Nichols et ses collègues ont examiné le fer contenu dans ces vieilles roches. Selon leurs résultats, il existait un champ magnétique d’une intensité minimale de 15 microteslas il y a 3,7 milliards d’années. Cette valeur est étonnamment similaire à l’intensité actuelle, qui est d’environ 30 microteslas.

Ces résultats suggèrent que la géodynamo primitive était déjà efficace à cette époque lointaine. Cependant, l’activité du Soleil était différente à l’époque de l’Archéen, ce qui signifie que le niveau de protection contre le vent solaire fourni par le champ magnétique a probablement évolué au fil du temps. Cela pourrait avoir des effets sur l’apparition de la vie, ce qui pourrait avoir un impact sur la qualité de l’air.

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Implications sur l’évolution de la Terre

Cette découverte est d’une importance cruciale pour les scientifiques qui cherchent à mieux comprendre les premiers jours de la Terre et les conditions qui ont favorisé l’émergence de la vie. Elle ouvre également la voie à une analyse approfondie qui pourrait permettre de retracer les premières traces du champ magnétique terrestre dans d’autres régions du globe, nous offrant ainsi un aperçu de son évolution au cours des 4,5 milliards d’années d’existence de la planète.

Ces découvertes pourraient éclairer sur l’évolution de l’atmosphère terrestre au fil du temps. Il semble que d’énormes quantités de xénon et d’hydrogène ionisés aient été perdues au cours de l’Archéen. Néanmoins, le xénon étant relativement lourd, il est peu probable qu’il ait été prélevé en grandes quantités dans un environnement fortement protégé.

Une explication plausible est que le champ magnétique est légèrement plus faible aux pôles, ce qui augmenterait l’exposition aux vents solaires. D’après les conclusions de l’équipe, cela est concevable à condition que l’intensité du champ magnétique se situe dans la partie inférieure de la fourchette qu’ils ont déterminée à partir des roches trouvées au Groenland.

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Pour comprendre comment le champ magnétique s’est comporté et a évolué à partir de l’Archéen, des recherches plus approfondies sont nécessaires. Par ailleurs, des scientifiques proposent de relancer le champ magnétique de Mars pour la rendre habitable.