Pronostiquer le champ magnétique terrestre du futur ? Les chercheurs en rêvent. Mais la tâche est ardue. « Nous ne pouvons pas faire de mesure dans le noyau de la Terre », regrette Gauthier Hulot, de l’équipe Géomagnétisme de l’IPGP. Car ce magnétisme, qui repousse dans l’espace le flux de particules solaires, naît dans les entrailles de notre planète. Sans lui, la Terre serait sans doute restée déserte, tant les radiations sont dangereuses pour les molécules de la vie.



« Le noyau liquide est animé de mouvements de convection qui évacuent la chaleur vers le manteau en déplaçant la matière », raconte Henri-Claude Nataf, du Laboratoire de géophysique interne et tectonophysique (LGIT) du CNRS, et directeur de l’Observatoire des sciences de l’Univers de Grenoble¹. De plus, ce noyau liquide de fer et de nickel est un excellent conducteur électrique. Deux conditions suffisantes pour que l’apparition d’un infime champ magnétique, il y a au moins 3,5 milliards d’années, initie un effet dynamo : des courants électriques ont été créés dans la matière conductrice suffisamment agitée. Ils ont à leur tour fabriqué un champ magnétique, lequel a intensifié les courants. Le phénomène s’est autoalimenté jusqu’à produire le champ qu’on connaît aujourd’hui, et cessera quand, le centre de la Terre refroidi, la convection aura disparu.
Si Homo erectus avait pu inventer la boussole, il y a 800 000 ans, il aurait observé le pôle Nord à la place de notre actuel pôle Sud. Car le magnétisme terrestre varie sans cesse en intensité et en direction, au point de s’inverser parfois. Par chance pour les chercheurs, la roche a de la mémoire. « Quand les constituants magnétiques de roches volcaniques sont chauds, au-delà d’une certaine température dite de Curie, ils ne présentent plus aucune aimantation, explique Henri-Claude Nataf. Mais en refroidissant, ces cristaux s’aimantent suivant le champ magnétique terrestre, et se figent. » On remonte ainsi jusque trois milliards et demi d’années en arrière. Pour gagner en précision dans les époques plus proches, les géophysiciens se tournent vers les archéologues. « La terre cuite possède aussi une mémoire magnétique, explique Gauthier Hulot. Quand une brique a été réchauffée, lors d’un incendie par exemple, sa mémoire est réinitialisée. On peut ainsi dater précisément le champ magnétique gravé dans le matériau ce jour-là. » L’observation en continu du champ magnétique terrestre s’est sans cesse affinée, avec des données d’orientation notées depuis le début du xviie siècle.

Inversions
Grâce à toutes ces données, on sait désormais que les boussoles ont basculé plus de trois cents fois depuis 200 millions d’années. À chaque épisode, le champ terrestre faiblit avant de s’inver-ser, entraînant une diminution de l’intensité du bouclier magnétique. « Les cycles sont très irréguliers, explique Gauthier Hulot. On a constaté des périodes de stabilité de 30 millions d’années, tandis que des inversions se sont produites à quelques centaines de siècles d’intervalle. Si une loi existe, elle est probabiliste et très subtile ! » La dernière inversion remonte à 780 000 ans. Nos ancêtres – Homo erectus – y ont survécu, puisque nous sommes là pour en parler ! En revanche, satellites et réseaux électriques connaîtraient aujourd’hui de nombreuses perturbations en cas d’inversion, puisque la Terre ne serait plus alors protégée des tempêtes magnétiques – des afflux brutaux de particules chargées issues d’éruptions à la surface du Soleil.



Pour tenter de mieux comprendre le champ terrestre, les chercheurs étudient notamment certaines planètes, comme Mars, qui garde la trace d’un magnétisme aujourd’hui disparu. Mais ils tentent également de reproduire le phénomène en laboratoire. Ainsi, les géophysiciens parviennent à recréer un mécanisme de dynamo, même s’il reste encore loin de celui qui fonctionne au centre de la Terre. « On utilise du sodium liquide, qui offre la meilleure conductivité électrique et la meilleure fluidité », explique Henri-Claude Nataf. « Pour reproduire l’aimant terrestre, précise son confrère Gauthier Hulot, il faudrait un matériau beaucoup plus conducteur et beaucoup plus fluide. Nous ne l’avons pas. Mais on apprend beaucoup de ces expériences². »
Depuis quelques centaines d’années, l’intensité du champ a diminué de 10 %. Est-ce pour autant le signe d’une prochaine inversion ? « Pas sûr », répond Henri-Claude Nataf. « Il peut juste s’agir d’une petite perturbation, détaille Gauthier Hulot. On ne peut donc pas en déduire le moment de la prochaine inversion. » Tout juste sait-on aujourd’hui estimer les variations du champ magnétique à l’horizon de cinq ans. Pas si mal.

Denis Delbecq