A. Inversion des pôles magnétique :
L’inversion des pôles magnétiques n’est pas en soit une nouveauté, en effet, ce phénomène c’est déjà produit plusieurs centaines de fois dans l’histoire de la Terre. La dernière inversion remonte à 780 000 ans, cet événement fut appelé l’inversion « Brunhes-Matayama », le Nord est devenue le Sud et vice-versa, cependant, il faut bien faire la différence, on parle de pôles magnétique et non de pôles géographiques.
L’étape (durée) de l’inversion est très courte, durant celle-ci, la Terre ne dispose plus de champ magnétique, elle est donc exposée aux vents solaires et aux bombardements cosmiques, ce qui, dans le passé, a déjà causé des extinctions massives d'espèces ainsi que l'apparition de nouvelles.
L’étape (durée) de l’inversion est très courte, durant celle-ci, la Terre ne dispose plus de champ magnétique, elle est donc exposée aux vents solaires et aux bombardements cosmiques, ce qui, dans le passé, a déjà causé des extinctions massives d'espèces ainsi que l'apparition de nouvelles.
En
étudiant des roches volcaniques, le géophysicien Bernard Brunhes a trouvé que
certains échantillons présentent une aimantation dont le sens est opposé à
celle du champ magnétique actuel, c'est ainsi qu'a été découvert le phénomène d’inversion du
champ magnétique terrestre en 1905. Un autre géophysicien cette fois japonais
(Matuyama) fait la même découverte. Au final, il aura fallu plus de cinquante
ans pour convaincre la communauté scientifique de la véracité de ce phénomène.
Nos connaissances des inversions sont tirées de certains types de roches dans lesquelles la direction du champ magnétique est figée, ce sont les magnétites. Lors de leur formation – sous terre ou à la surface – les roches ignées ou magmatiques (produit par l’action du magma) en se refroidissant et en se solidifiant acquièrent une aimantation parallèle aux lignes du champ magnétique ambiant, à l'instar de la lave, si la roche refroidit rapidement, elle préservera une marque de l'état du champ magnétique de son époque. Si elle refroidit lentement, comme c'est le cas des roches formées à l'intérieur de la Terre, elle contiendra un mélange d'informations sur le champ magnétique sur une période beaucoup plus long. L'aimantation des roches sédimentaires se fait petit à petit, alors que chaque particule de sédiment s'aligne dans la direction du champ magnétique au moment où elle se dépose. Certaines roches peuvent parfois révéler davantage que l'orientation du champ magnétique au moment de leur formation. Dans certains cas, l'écoulement de la lave est assez fréquent, ou le dépôt de sédiments assez rapide, pour pouvoir mesurer le changement d'orientation et d'intensité du champ au cours de l'inversion. Ces combinaisons de circonstances sont rares et les renseignements qu'on en tire sont ambigus. Bien que rapides d'un point de vue géologique, les inversions progressent lentement à l'échelle de la vie humaine.
Nos connaissances des inversions sont tirées de certains types de roches dans lesquelles la direction du champ magnétique est figée, ce sont les magnétites. Lors de leur formation – sous terre ou à la surface – les roches ignées ou magmatiques (produit par l’action du magma) en se refroidissant et en se solidifiant acquièrent une aimantation parallèle aux lignes du champ magnétique ambiant, à l'instar de la lave, si la roche refroidit rapidement, elle préservera une marque de l'état du champ magnétique de son époque. Si elle refroidit lentement, comme c'est le cas des roches formées à l'intérieur de la Terre, elle contiendra un mélange d'informations sur le champ magnétique sur une période beaucoup plus long. L'aimantation des roches sédimentaires se fait petit à petit, alors que chaque particule de sédiment s'aligne dans la direction du champ magnétique au moment où elle se dépose. Certaines roches peuvent parfois révéler davantage que l'orientation du champ magnétique au moment de leur formation. Dans certains cas, l'écoulement de la lave est assez fréquent, ou le dépôt de sédiments assez rapide, pour pouvoir mesurer le changement d'orientation et d'intensité du champ au cours de l'inversion. Ces combinaisons de circonstances sont rares et les renseignements qu'on en tire sont ambigus. Bien que rapides d'un point de vue géologique, les inversions progressent lentement à l'échelle de la vie humaine.
Les figures A et B établissent une échelle magnéto stratigraphique, et ce à partir d’un
empilement de coulées de lave, chacune bien datée. Au moment de la cristallisation,
les roches ont sauvegardé l’orientation du champ magnétique à l’époque. Prenons
l’exemple d’il y a 1,7 Ma, on remarque que les pôles étaient orienté
inversement par rapport à l’orientation actuelle. Ainsi, la figure C met en évidence l'alternance de la polarité, par exemple, l'échantillon ayant 3 Ma, a enregistré une polarité inversée (point bleu) alors qu'a -2,6 Ma, c'est une polarité normale (point rouge). Le document D lui regroupe toutes ces données, collectée par les paléomagnétologues, ce qui a permis de construire un échelle des derniers 4 millions d'années.
Dans ce cadre, nous avons réalisé une maquette représentant un côté d'une dorsale océanique, sur celle-ci nous avons disposé des aimants qui représente le basalte contenu dans la croûte océanique. Nous avons alors mesuré leur intensité magnétique grâce à un Tesla mètre. Le but est alors d'illustrer l'alternance d'anomalies négatives et positives dans la croûte terrestre. Le but étant de modéliser l'expérience qui a prouvé l'existence des inversions du champ magnétique terrestre.
Une possible extinction de masse ?
On remarque que les inversions du champ magnétique terrestre ne sont pas corrélées avec les extinctions de masses, mais coïncident avec les les périodes de renouvellement mineures.
En effet, on sait que pendant les quelques centaines ou milliers d’années que dure une inversion, l’absence de champ magnétique entraîne une plus grande exposition de la surface de la Terre aux rayonnements et vents solaires, qui sont à l’origine de mutations génétiques, donc des extinctions et des renouvellements d’espèces plus nombreux. Il pourrait également se produire une altération de la couche d’ozone.
De plus, on constate que l'extinction Permienne il y a environ 252 millions d'années (Ma) et l’extinction Crétacé-Tertiaire il y a 65 Ma surviennent toutes deux environ 20 Ma après une très longue période de stabilité magnétique. On pense que la reprise des inversions après ces périodes de calme crée un flux de chaleur supplémentaire à la limite noyau/manteau, ce qui est à l’origine de panaches ascendants qui produisent 15 à 20 Ma plus tard un volcanisme de point chaud très actif : les trapps de Sibérie et du Deccan en Inde auraient cette origine. Le volcanisme et les inversions magnétiques seraient donc liés.
En effet, on sait que pendant les quelques centaines ou milliers d’années que dure une inversion, l’absence de champ magnétique entraîne une plus grande exposition de la surface de la Terre aux rayonnements et vents solaires, qui sont à l’origine de mutations génétiques, donc des extinctions et des renouvellements d’espèces plus nombreux. Il pourrait également se produire une altération de la couche d’ozone.
De plus, on constate que l'extinction Permienne il y a environ 252 millions d'années (Ma) et l’extinction Crétacé-Tertiaire il y a 65 Ma surviennent toutes deux environ 20 Ma après une très longue période de stabilité magnétique. On pense que la reprise des inversions après ces périodes de calme crée un flux de chaleur supplémentaire à la limite noyau/manteau, ce qui est à l’origine de panaches ascendants qui produisent 15 à 20 Ma plus tard un volcanisme de point chaud très actif : les trapps de Sibérie et du Deccan en Inde auraient cette origine. Le volcanisme et les inversions magnétiques seraient donc liés.