Le magnétisme terrestre et ces variations

Il est vraiment très important de comprendre qu'ici je partage ce que le web nous partage et ce que je trouve pertinent de savoir. Mets-il est bien important de comprendre que la variation terrestre du champ magnétiques à des incidents grave avec ce que nous vivons tous en collectivité. Et qu'il faudra élucidé comment nous pourrions vivre et comprendre enfin ce que nous vivons intérieurement avec ces variations de champs d'énergie magnétique qui fondent partie de la vie sur terre et ces variantes incroyables.

Variation séculaire du champ magnétique terrestre

On appelle variation séculaire, le lent changement du champ magnétique terrestre sur des périodes allant de quelques années à des millénaires. Elle a été découverte en 1634, par Henry Gellibrand qui a comparé ses observations de la déclinaison magnétique à Londres à des observations précédentes. Les observations de la déclinaison magnétique effectuées à Londres pendant plusieurs années sont un des meilleurs registres de la variation séculaire.

La figure montre que la déclinaison est passée d'environ 10° E, à la fin du XVIe siècle, à 25° W, au début du XIXe siècle, pour passer à 3° W, à l'heure actuelle.

Tous les éléments du champ magnétique, et non seulement la déclinaison, varient avec le temps. Par exemple, l'intensité totale mesurée à Toronto a diminué de 14%, passant d'environ 64 000 nT à 55 000 nT, pendant les 160 dernières années.

La carte montre la variation annuelle (soit la variation séculaire sur une année) de la composante verticale du champ magnétique.

Ces trois figures illustrent deux aspects importants de la variation séculaire : cette variation n'est pas stable, aussi bien dans le temps que dans l'espace. La moyenne annuelle de la variation de la composante verticale en valeur absolue (sans signe) est d'environ 45 nT/a. La carte, toutefois, montre des zones de variation séculaire intense, appelées foyers isoporiques, où la variation peut être quatre fois supérieure. La variation séculaire aux foyers isoporiques les plus intenses dépasse 170 nT/a (en décroissance).

Les analyses concluent que trois processus expliquent la plus grande partie de la variation séculaire :

1. une diminution de l'intensité de la partie dipolaire du champ magnétique,
2. une dérive vers l'ouest de la partie non dipolaire du champ magnétique,
3. des changements dans la partie stable du champ non dipôle.

Si l'on compare la partie dipolaire des modèles du champ magnétique fondés sur les harmoniques sphériques, calculés pour différentes années, on constate que l'intensité du dipôle s'est atténuée depuis le début du XIXe siècle. Les données archéomagnétiques ont montré que cette baisse se poursuit en réalité depuis les derniers deux mille ans et que la force actuelle du dipôle ne représente que la moitié de sa valeur d'il y a deux millénaires. La force du dipôle décroît actuellement de 6,3 % par siècle; si la décroissance continue à ce rythme, elle sera de zéro dans environ 1 600 ans. Elle pourrait se mettre à augmenter de nouveau au cours des prochaines décennies.

Au début du XVIIIe siècle, Edmund Halley a remarqué que la ligne agonique (on dit parfois agonale), c'est-à-dire la ligne de déclinaison nulle sur une carte de la déclinaison, se déplaçait lentement vers l'ouest. Depuis, il est bien établi que certains éléments de la variation séculaire, comme les foyers isoporiques, tendent à dériver vers l'ouest à une vitesse moyenne d'environ 0.2E/a. Cette dérive vers l'ouest n'est cependant pas égale partout. Elle est plus forte dans l'hémisphère atlantique que dans l'hémisphère pacifique. Depuis les 150 dernières années, elle est également moins rapide que la moyenne en Amérique du Nord.

Certains éléments du champ géomagnétique ne dérivent pas; ils semblent croître et diminuer à peu près au même endroit. Une particularité persistante du champ géomagnétique au Canada consiste en un maximum d'intensité totale de vaste étendue plus ou moins centré sur le nord du Manitoba. Les observations de la force magnétique totale réalisées au cours de la première moitié du XVIIIe siècle montrent qu'il était déjà présent. Certaines observations indiquent qu'il pourrait s'agir d'une caractéristique semi-permanente du champ géomagnétique qui pourrait exister depuis des millions d'années. Depuis le milieu du XIXe siècle, la valeur du maximum a diminué rapidement, quoique la position de son centre est demeurée à peu près stationnaire. On peut constater sur la figure 13 une baisse de plus de 4 000 nT pendant le XXe siècle.

La variation séculaire, comme le champ magnétique lui-même, provient du noyau externe de la Terre et est une conséquence directe du processus par lequel le champ est produit. Il est probable que plusieurs autres mécanismes soient en action, ce qui se traduit par des changements sur des périodes différentes, dont la plupart peuvent être décrits à l'aide des trois processus mentionnés plus haut. Une des variations séculaires la plus intéressante est le saut de variation séculaire, découvert par un groupe de chercheurs français (Courtillot et al., 1978) qui ont remarqué que les données de plusieurs observatoires magnétiques montraient que la tendance des variations séculaires d'avant 1969 différait beaucoup de celle d'après 1969. Ce changement de tendance était très visible dans la composante orientale du champ magnétique mesurée dans les observatoires européens, mais était détectable par la plupart des observatoires de la planète et s'est produit partout, à peu près au même moment.

La figure suivante est formée de trois graphiques :

1. variation d'une composante du champ magnétique en fonction du temps;
2. le changement dans la variation séculaire en fonction du temps (en considérant les changements d'une année à l'autre du premier graphique) - le changement subit de la pente à l'année 0 est caractéristique d'un saut;
3. le changement de la variation séculaire en fonction du temps, où le saut apparaît comme une variation discrète - l'accélération est constante avant le saut et après, mais sa valeur est différente.

Depuis la découverte du saut de 1969, les chercheurs ont décelé cinq autres sauts planétaires, au courant du XXe siècle : en 1901, 1913, 1925, 1978 et 1992. Les deux dernières, ainsi que celle de 1969, sont visibles dans la figure qui montre la variation annuelle de la déclinaison, observée à l'observatoire magnétique de Meanook, au nord d'Edmonton.

Variations géomagnétiques

Introduction

Le principal champ géomagnétique, celui qui varie lentement, tire son origine au sein de la Terre. Des phénomènes se produisant sur la Terre engendrent des variations plus rapides, soit des périodes qui durent de quelques secondes à quelques jours. Au-dessus de l'atmosphère, le rayonnement solaire crée une région ionisée appelée ionosphère. La magnétosphère qui est située au-dessus de cette dernière renferme le champ magnétique de la Terre qui agit comme un bouclier protégeant la Terre des vents solaires et du flux des particules chargées provenant du Soleil. Les courants électriques au sein de l'ionosphère et de la magnétosphère produisent des champs magnétiques que l'on observe à la surface de la Terre le long du champ magnétique terrestre.

Variation géomagnétique des jours calmes

La succession de phénomènes à l'origine des perturbations géomagnétiques tire son origine sur le Soleil. Les phénomènes les plus simples sont déclenchés par le rayonnement électromagnétique du Soleil. En plus d'illuminer et de réchauffer le côté diurne de la Terre, ce rayonnement réchauffe également l'ionosphère, ce qui provoque des courants de convexion. Ces courants transportent les particules chargées par l'intermédiaire du champ magnétique de la Terre et créent un effet dynamo qui transporte les courants électriques ionosphériques au-dessus de l'équateur et jusqu'aux latitudes moyennes. Ces courants produisent un champ magnétique qui, vu à partir de l'espace, semble être fixé sur la face diurne de la Terre. Lors de sa rotation, la Terre transporte une partie de sa surface dans le champ magnétique et hors de ce champ, créant ainsi une variation de 12 heures.

Les orages magnétiques

Le Soleil émet également des particules dans l'espace. Le vent solaire comprime la magnétosphère du côté où brille le soleil et l'attire dans une queue en forme de comète du côté nocturne. Les éruptions sur le Soleil produisent des flux de particules à haute vitesse dans le vent solaire. Ces particules à haute vitesse compriment davantage la magnétosphère entraînant un changement soudain du champ magnétique observé à la surface de la Terre. Ce changement est souvent annonciateur d'un orage magnétique appelé début soudain d'un orage.

L'interaction permanente entre le vent solaire et la magnétosphère augmente le nombre de particules chargées piégées dans ces régions de la magnétosphère appelées ceintures de van Allen, et situées à 25 000 à 40 000 km au-dessus de la Terre. Ces particules dérivent autour de la Terre et créent un courant annulaire qui produit une dépression dans le champ magnétique horizontal, lequel est visible à des basses latitudes autour du globe sous la forme de la phase principale d'un orage magnétique. Cette phase est suivie par la phase de rétablissement qui dure une journée ou plus, et durant laquelle le courant annulaire s'atténue et le champ magnétique revient à la normale.

Les sous-orages magnétiques

Au cours des périodes de perturbation, les particules chargées sont dirigées vers les lignes de force du champ magnétique situées dans la haute atmosphère où elles forment les aurores boréales (les lueurs boréales) et, dans l'hémisphère sud, les aurores australes (les lueurs australes). De puissants courants électriques sont également générés et précipités dans l'ionosphère dans les zones aurorales oû sont produits des courants est-ouest intenses appelés électrojets auroraux. Les perturbations magnétiques observées à hautes latitudes sont déclenchées par les champs magnétiques de ces électrojets.

Pulsations

Parfois des trains d'ondes sinusoïdales dont la durée varie de quelques fractions de seconde à quelques minutes, se propagent sur les traces magnétiques. Il s'agit de pulsations magnétiques. Pour simplifier, on peut les imaginer comme étant les vibrations des lignes de force du champ terrestre qui résonnent comme les vibrations des cordes d'une guitare.