Nous avons la lecture la plus précise à ce jour de la vitesse à laquelle les pôles magnétiques de la Terre pourraient s’inverser

L’analyse d’une stalagmite provenant des profondeurs d’une grotte en Chine a révélé des indices sur un événement de l’histoire de la Terre au cours duquel son champ magnétique a basculé d’avant en arrière en un clin d’œil géologique.

Non seulement cette oscillation rapide a été une surprise, mais un changement aussi brutal dans un avenir proche poserait presque certainement de gros problèmes aux sociétés fortement dépendantes de la technologie numérique.

Il suffit d’une boussole pour savoir que nous sommes entourés d’une force qui s’aligne sur l’axe du globe, pointant résolument vers l’Arctique tandis que sa queue indique le chemin de l’Antarctique.

Cette bulle de magnétisme invisible est générée par des courants tourbillonnants de particules chargées sous nos pieds. Mais nous savons encore étonnamment peu de choses sur sa formation ou sur l’évolution de ce champ.

Heureusement pour les géologues curieux, le champ magnétique laisse une marque indélébile sur la croûte terrestre. Figés à l’intérieur de roches ignées solidifiées, les minéraux magnétisés peuvent fournir des indices sur l’orientation du champ avant leur refroidissement.

Imaginez donc la surprise du géophysicien français Bernard Brunhes lorsqu’en 1906, il a découvert des roches volcaniques magnétisées dans le sens inverse.

Vingt ans plus tard, le géophysicien japonais Motonori Matuyama a vérifié les soupçons de Brunhes, apportant la première preuve concrète que notre champ magnétique est plutôt instable et n’a pas toujours pointé dans les mêmes directions.

Pour commémorer leurs contributions, le dernier grand renversement de polarité du champ a été baptisé du nom des deux scientifiques. La frontière Matuyama-Brunhes décrit désormais un événement survenu il y a 780 000 ans, lorsque le sud est devenu le nord et le nord le sud.

C’est la dernière fois que ce renversement monumental s’est produit. Des déviations plus petites des positions du pôle, appelées excursions géomagnétiques, semblent se produire beaucoup plus fréquemment, y compris une faible bascule il y a environ 41 000 ans, lorsque le champ s’est affaibli à seulement 5 % de sa force actuelle pendant quelques siècles.

Il est loin d’être facile de comprendre les changements du champ magnétique, étant donné que cette bulle fait un excellent travail en nous protégeant des particules chargées à grande vitesse émises par le Soleil.

Sans elle, une grande partie de notre technologie électronique, tant à la surface qu’en orbite, pourrait être contrainte de faire face à un bombardement qui risquerait de griller ses circuits.

“Même si le champ magnétique de la Terre est fort aujourd’hui, nous sommes toujours sensibles aux tempêtes solaires qui peuvent endommager notre société basée sur l’électricité”, explique le géophysicien Andrew Roberts de l’Université nationale australienne.

Si le champ s’effondre, nous voulons le savoir bien avant que cela ne se produise. Malheureusement, nous ne savons pas vraiment quels indices rechercher. La roche ignée permet de capturer un instantané de la direction du champ magnétique, mais les mouvements plus fins en amont sont souvent absents.

Avec une équipe internationale de chercheurs, M. Roberts a donc cherché une source qui se développe plus lentement. Une stalagmite poussant sur le sol d’une grotte de la province de Guizhou, dans le sud-ouest de la Chine, s’est avérée contenir l’enregistrement parfait.

Les racines de cette roche d’un mètre de long ont été déposées pour la première fois il y a environ 107 000 ans. Pendant les 16 000 années suivantes, elle a continué à accumuler des couches de minéraux dissous, dont un composé de fer appelé magnétite, enregistrant ainsi des informations sur le champ magnétique.

La stalagmite a été découpée en plus de 190 échantillons et analysée à l’aide d’un magnétomètre cryogénique à haute résolution, fournissant une résolution à l’échelle du siècle de la direction et de l’intensité du champ magnétique terrestre il y a 100 000 ans.

Parmi plusieurs petites dérives de la polarité, ils ont repéré une légère inversion il y a environ 98 000 ans, qui est restée en place pendant un siècle ou deux avant de s’inverser à nouveau.

À l’échelle des temps géologiques, cette excursion est d’une brièveté choquante et pourrait suggérer que tout changement significatif de notre enveloppe protectrice ne sera pas annoncé à l’avance.

“L’enregistrement fournit des informations importantes sur le comportement du champ magnétique ancien, qui s’est avéré varier beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant”, déclare Roberts.

Les données suggèrent qu’à mesure que le champ de la planète s’affaiblit, les fluctuations de sa force augmentent, ce qui laisse supposer des instabilités dans l’activité géologique à proximité du noyau externe de la Terre.

Techniquement, nous sommes en retard pour une inversion, mais la nature ne tient pas de journal et nous ne sommes pas sûrs de devoir nous inquiéter.

Il n’en reste pas moins que notre champ s’affaiblit de décennie en décennie, et certains pensent que cela laisse présager une nouvelle excursion, même s’il ne s’agit pas d’une véritable inversion.

Des recherches comme celle-ci suggèrent que de grands changements dans notre champ magnétique pourraient être imminents, et il est donc bon que les scientifiques y prêtent attention.

Cette recherche a été publiée dans PNAS.