Cette découverte n’aurait jamais été possible sans l’aide d’un supercalculateur

Deux chercheurs viennent enfin de percer les mystères du mécanisme à l’origine des variations imprévisibles et brutales du champ magnétique terrestre. Une découverte qui les éclaire notamment sur l’accélération du déplacement du pôle Nord magnétique depuis 25 ans.

« Un coup d’accélérateur brutal »

Symbolisant la direction vers laquelle pointe l’aiguille d’une boussole, le pôle Nord magnétique se déplace en moyenne de 55 kilomètres par an en direction de l’Est depuis le milieu des années 1990. Avant cette date, sa vitesse moyenne n’était que de 15 kilomètres par an, et jusqu’à récemment, les chercheurs ignoraient le mécanisme à l’origine de ces « coups d’accélérateur » occasionnant des variations rapides et imprévisibles du champ magnétique terrestre. Un phénomène géophysique appelé secousse magnétique et observé pour la première fois en 1978.

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Dans le cadre de leurs travaux, dont les conclusions ont été publiées dans la revue Nature, Julien Aubert, de l’Institut de physique du Globe de Paris et Christopher Finlay de l’Université Technique du Danemark ont utilisé un supercalculateur afin de procéder à une simulation numérique reproduisant la survenue de ces secousses magnétiques, s’apparentant selon les chercheurs à « un coup d’accélérateur survenant brutalement au milieu d’une évolution plus calme, semblable à une voiture roulant à vitesse constante et voyant soudainement sa vitesse augmenter ».

Turbulent blobs in Earth's core may explain sudden jerks in the magnetic field https://t.co/KjJpDSUf57 pic.twitter.com/5zoUbyXv6I

— Gema Networks (@gema_networks) April 24, 2019

Deux types de mouvements à l’origine des variations du champ magnétique

Le champ magnétique terrestre prend son origine dans le noyau liquide de la planète, qui est principalement constitué de fer et de nickel et s’étend sous nos pieds à entre 2 900 et 5 150 kilomètres de profondeur (sachant que le rayon de la Terre est de 6 371 kilomètres). À l’intérieur de ce noyau dit « conducteur », on trouve deux types de mouvements à l’origine de deux types de variation du champ magnétique : des mouvements lents responsables d’une évolution séculaire, et des mouvement rapides attribués aux ondes hydromagnétiques se propageant dans le noyau, responsables de variations intervenant sur quelques années.

Au terme de l’équivalent de 4 millions d’heures de calcul effectuées par l’un des supercalculateurs du GENCI, les deux géophysiciens sont enfin parvenus à établir la succession d’évènements à l’origine de ces secousses magnétiques. Il se trouve que les ondes hydromagnétiques naissent en profondeur et se propagent vers l’extérieur. Résultat : lorsqu’elles atteignent la surface du noyau terrestre, située à environ 2 900 kilomètres sous la surface, elles se retrouvent focalisées et amplifiées, ce qui va se manifester en surface par ces fameuses secousses géomagnétiques.

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Indispensable à la vie, le champ magnétique terrestre nous protège notamment des vents solaires et sa direction se révèle également essentielle à la navigation aérienne et maritime.