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Les restes enfouis d'une ancienne planète pourraient impacter le champ magnétique terrestre

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L'anomalie de l'Atlantique Sud pourrait affecter les engins spatiaux. © Insider

L'armure géomagnétique de la Terre a une faille, et elle s'agrandit. Un point faible du champ magnétique de notre planète, situé au-dessus du sud de l'océan Atlantique, s'est agrandi au cours des deux derniers siècles, et il commence à se diviser en deux. Pour ceux d'entre nous qui sont au sol, il n'y a pas lieu de s'inquiéter : le champ de protection continue de protéger la planète des radiations solaires mortelles.

Mais l'Anomalie de l'Atlantique Sud (AAS), qui porte bien son nom, affecte les satellites et autres engins spatiaux qui traversent une zone située entre l'Amérique du Sud et le sud de l'Afrique. En effet, de plus grandes quantités de particules solaires chargées s'infiltrent dans le champ à cet endroit, ce qui peut provoquer des dysfonctionnements dans les ordinateurs et les circuits.

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La source de cette "bosse" croissante, comme l'appelle la NASA, est un peu un mystère. Mais les scientifiques s'attendent à ce qu'elle continue de s'étendre. Julien Aubert, expert en géomagnétisme de l'Institut de physique du globe de Paris, a déclaré à Insider : "Cette chose est amenée à augmenter de taille à l'avenir". Le scientifique pense que la bosse pourrait avoir un lien avec deux gigantesques blobs de roche dense enterrés à 1 930 kilomètres à l'intérieur de la Terre. En raison de leur composition, les protubérances perturbent le métal liquide du noyau externe qui génère le champ magnétique.

Les deux protubérances sont "des millions de fois plus grandes que l'Everest en termes de volume", selon Qian Yuan, un chercheur étudiant la géodynamique à l'Arizona State University. L'équipe de Qian Yuan pense que les blobs ont une origine extraterrestre : après qu'une ancienne planète de la taille de Mars ait percuté la Terre, elle pourrait avoir laissé ces morceaux derrière elle.

Des morceaux d'une planète vieille de 4,5 milliards d'années à l'intérieur de la Terre

À près de 3 000 km sous la surface de la Terre, le fer tourbillonnant dans le noyau externe de la planète génère un champ magnétique qui s'étend de là jusqu'à l'espace entourant notre planète. Ce tourbillon est généré, en partie, par un processus au cours duquel les matériaux plus chauds et plus légers du noyau s'élèvent dans le manteau semi-solide au-dessus. Là, elle est remplacée par la matière plus froide et plus dense du manteau, qui s'enfonce dans le noyau. C'est ce qu'on appelle la convection.

Le problème est que quelque chose à la limite entre le noyau et le manteau sous l'Afrique australe perturbe cette convection, affaiblissant ainsi la force du champ magnétique au-dessus.

Selon Julien Aubert, il est plausible que l'un des blobs étudiés par l'équipe de Qian Yuan soit en cause.

Vue d'artiste d'une possible collision entre une proto-planète comme Theia et la Terre. NASA/JPL-Caltech/Wikimedia Commons

Les recherches de Qian Yuan supposent que les protubérances sont des vestiges d'une ancienne planète appelée Theia, qui a heurté la Terre à ses débuts il y a 4,5 milliards d'années. La collision a contribué à la création de la lune. À la suite de cette collision, deux parties de Theia auraient coulé et se seraient conservées dans la partie la plus profonde du manteau terrestre. L'animation ci-dessous, basée sur une analyse de 2016, montre l'emplacement de ces fragments planétaires.

Selon Qian Yuan, ces blobs — leur nom technique est grandes provinces à faible vitesse de cisaillement — sont entre 1,5 et 3,5 % plus denses que le reste du manteau terrestre, et aussi plus chauds. Ainsi, lorsque ces morceaux sont impliqués dans la convection, ils peuvent perturber le flux régulier. Cela pourrait conduire le fer du noyau sous l'Afrique australe à tourbillonner dans la direction opposée à celle du fer dans d'autres parties du noyau.

L'orientation du champ magnétique de la Terre dépend de la direction dans laquelle se déplace le fer à l'intérieur. Pour avoir un champ magnétique puissant, il faut que l'ensemble soit orienté dans le même sens. Ainsi, toute zone qui s'écarte du schéma habituel affaiblit l'intégrité globale du champ.

Visualisation du champ magnétique de la Terre. NASA Goddard Space Flight Center

Pourtant, il est possible que ces provinces à faible vitesse de cisaillement ne soient pas du tout responsables du point faible du champ. "Pourquoi la même faiblesse ne se produit-elle pas dans le champ magnétique au-dessus du Pacifique, où se trouve l'autre province ? s'interroge Christopher Finlay, géophysicien à l'Université technique du Danemark.

Une "région hostile"

Un champ plus faible permet à davantage de particules chargées provenant du vent solaire d'atteindre les satellites et autres engins spatiaux en orbite terrestre basse. Cela peut causer des problèmes avec les systèmes électroniques, interrompre la collecte de données et entraîner un vieillissement prématuré des composants informatiques coûteux.

Dans les années 1970, 1980 et 1990, les pannes de satellite étaient fréquentes dans l'anomalie de l'Atlantique Sud, a expliqué Julien Aubert. Aujourd'hui encore, l'Agence spatiale européenne constate que les satellites qui traversent la région sont "plus susceptibles de subir des défaillances techniques", comme de brefs pépins qui peuvent perturber les communications. C'est pourquoi il est courant que les opérateurs de satellites désactivent les composants non essentiels lorsque les objets traversent la région. Le télescope spatial Hubble traverse lui aussi l'anomalie au cours de 10 de ses 15 orbites autour de la Terre chaque jour, passant près de 15 % de son temps dans cette "région hostile", selon la NASA.

Le télescope spatial Hubble en orbite. NASA Goddard Photo and Video

Le point faible s'affaiblit

Les chercheurs utilisent un ensemble de trois satellites, surnommés collectivement Swarm, pour surveiller l'anomalie de l'Atlantique Sud. Certaines études indiquent que la superficie totale de la région a quadruplé au cours des 200 dernières années et qu'elle continue de s'étendre d'année en année. L'anomalie s'est également affaiblie de 8% depuis 1970.

Au cours de la dernière décennie, Swarm a également observé que l'anomalie s'est divisée en deux : une zone de faiblesse magnétique s'est développée au-dessus de l'océan au sud-ouest de l'Afrique, tandis qu'une autre se situe à l'est de l'Amérique du Sud.

L'intensité du champ magnétique terrestre en 2020, mesurée par les satellites SWARM de l'ESA. Wikimedia Commons/Christopher Finlay et. al/2020

Selon Christopher Finlay, c'est une mauvaise nouvelle, car cela signifie que la région hostile aux engins spatiaux va s'agrandir. "Les satellites auront des problèmes non seulement au-dessus de l'Amérique du Sud, mais aussi lorsqu'ils survoleront l'Afrique australe", a-t-il déclaré.

Version originale : Aylin Woodward/Insider

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