Magnétisme terrestre

Ou géomagnétisme. La terre est protégée des éruptions solaires par un champ magnétique invisible et très puissant, appelé aussi bouclier terrestre. Ces éruptions constituent le vent solaire, qui est un bombardement permanent de particules chargées électriquement, radioactives et mortelles pour les êtres vivants, (à la vitesse de 400km par seconde). Ce champ est généré par les mouvements du noyau métallique de la Terre.  Il s’est mis en place pendant la jeunesse de la Terre et existait déjà il y a 3,45 Milliards d’années. Il freine et dévie le flot de particules solaires, et entoure la planète comme une enveloppe protectrice : la magnétosphère. Ce bouclier protecteur se présente en goutte formant des lignes de champs magnétiques qui sont compressées face au vent solaire et étirées à l’opposé, derrière la Terre sur des centaines de milliers de kilomètres. Sans cette protection la Terre serait stérile comme Mars, qui a perdu  son champ magnétique il y a 3,5 à 4 milliards d’années. Le champ magnétique peut varier en fonction de l’intensité des éruptions solaires. Deux éruptions très violentes ont été recensées depuis les premiers relevés. La première en 1859 qui perturba les réseaux télégraphiques de manière importante en générant des incendies dans plusieurs stations. La seconde en 1989 provoqua une énorme panne électrique au Canada, notamment à Montréal. Cette dernière perturba également les émissions de signaux radio en ondes courtes. Il peut également se produire un affaiblissement considérable et temporaire des éruptions solaires, proche d’un arrêt, comme les 24 et 25 Mai 2002. Cet incident a changé la forme du champ magnétique terrestre, qui s’est trouvé plus étalé sous la  forme de deux ailles. Cette fois, il n’y a pas eu de conséquence sur Terre.  (Source : Science et vie – Mars 2016).

Le champ magnétique terrestre est visible aux pôles dans les aurores boréales, phénomènes lumineux provoqués par les vagues d’électrons solaires atteignant la haute atmosphère. Les pôles magnétiques de ce champ sont orienté Sud Nord, comme son axe de rotation, mais s’en est écarté jusqu’à 30%, pendant les temps géologiques. Il est actuellement décalé de 11,5% par rapport à l’axe de rotation de la Terre. L’orientation de ce champ magnétique peut-être matérialisé avec une boussole qui est constituée d’une aiguille aimantée suspendue au niveau de son point de gravité, entourée d’un cadran gradué. La pointe de l’aiguille magnétisée s’aligne sur le champ magnétique de la Terre et désigne le Nord magnétique (différent du Nord géographique). Le point opposé désigne le Sud, le point de droite : l’Est et le point de gauche l’Ouest (les quatre points cardinaux). Ce procédé est utilisé depuis des siècles pour réaliser de grands voyages sur terre comme sur les océans.
Note : Magnétisme (du grec Magnê : aimant).

L’expérience suivante est destinée à visualiser l’orientation du Nord magnétique comme une boussole, mais elle est plus ludique.

Matériel nécessaire :
1) Une bassine.
2) De l’eau.
3) Un cercle de papier légèrement huilé ou tout autre matériau résistant à l’eau et le plus léger possible.
4) Un trombone de papeterie en acier, qui sera à demi déplié.
5) Un plan de travail éloigné de toute masse métallique magnétisable.
6) Une boussole pour contrôler.

Manipulations :
1) Remplir la bassine d’eau (3 à 4 cm environ ou plus).
2) Laisser la surface de l’eau se stabiliser.
3) Poser le cercle de papier huilé sur la surface de l’eau.
4) Poser dessus le trombone à demi déplié.
5) Le papier va très lentement tourner sur lui-même et l’extrémité la plus large du trombone non déroulée va s’orienter vers le Nord magnétique.
6) Contrôler le résultat avec une boussole.

    La vitesse de rotation sera fonction du poids du papier, ne pas utiliser un matériau plus lourd que le trombone, ce qui pourrait empêcher son mouvement.

    Cette petite expérience peut remplacer une boussole sur le terrain en cas d’oubli, à condition d’avoir emporté un trombone bien sûre. Dans ce cas, utilisez une mare d’eau stagnante (ornière, ou bord d’étang) et une feuille d’arbre quelconque et légère.

    Photographe : Gérard Brusseaux.
    Source : Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.

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