Le champ magnétique d'origine interne

Transcription

1 Le champ magnétique d'origine interne Description & analyse des variations spatio temporelles du champ magnétique terrestre La dynamo terrestre et la création du champ magnétique principal

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3 Observer le champ géomagnétique Oersted

4 Le champ interne d'origine crustale Aéromagnétisme Prospection minière Tectonique Géodynamique

5 Intensité (nt) du champ planétaire

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7 Levé aéromagnétique de Saint Malo

8 Carte aéromagnétique région de St Malo

9 La recherche des sources d'anomalies magnétiques et gravimétriques permet de construire des structures géologiques compatibles avec les cartes géophysiques Cette recherche nécessite des méthodes mathématiques et numériques permettant de modéliser des cartes géophysiques correspondant à des structures géologiques imposées : c'est le problème direct A partir des modélisations, il s'agit de «trouver» les

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12 Composante horizontale du champ planétaire

13 Composante verticale du champ planétaire

14 Inclinaison du champ planétaire

15 Déclinaison du champ planétaire

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17 Analyse de Fourier Amplitude Fréquence Spectre de Fourier

18 Décomposition en harmoniques sphériques

19 log(énergie) Prédominance du terme dipolaire Les termes n = 2 à 13 varient selon une loi exponentielle indiquant une profondeur de 3000 km (noyau) Les termes n>15 forment un spectre plat => profondeur quasi nulle (croûte) Degré n Spectre des coefficients de la décomposition en harmoniques sphériques Permet de trouver la profondeur des sources du champ magnétique Pas de sources magnétiques dans le manteau car il y fait trop chaud (température de Curie)

20 Le champ magnétique terrestre a une géométrie principalement dipolaire équivalente à celle d'un barreau aimanté (un dipôle) situé au centre de la Terre et légèrement incliné par rapport à l'axe de rotation Le pôle nord du dipôle pointe vers le sud

21 Geodynamo theory and simulations, P. Roberts & G. Glatzmaier, Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 4, October 2000.

22 Geodynamo theory and simulations, P. Roberts & G. Glatzmaier, Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 4, October 2000.

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24 Petit bilan intermédiaire: Le champ planétaire est très majoritairement d'origine interne (à 98%) Le champ d'origine interne est principalement dipolaire (énergie dipolaire = 30 fois supérieure au reste) Le dipôle est quasiment axial

25 Observer le champ géomagnétique 100 ans 23 ans Composante Z (verticale) pendant un siècle

26 Décroissance du moment dipolaire Début d'une inversion???

27 La variation séculaire L'intensité du champ magnétique terrestre en Dérive vers l'ouest

28 Variation séculaire

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30 Observer le champ géomagnétique 0.1 Ma 30 Ma Durée d'une inversion ~ 2000 ans

31 Bilan L'essentiel du champ magnétique terrestre est d'origine interne et ses sources sont dans le noyau Le champ a une structure dipolaire Il présente une variation séculaire Il s'inverse de façon irrégulière

32 Le champ magnétique d'origine interne La dynamo terrestre et la création du champ magnétique principal

33 Enigme Un champ magnétique fossile dans le noyau et non régénéré s'éteint en ans Dans le noyau, le champ magnétique ne peut être créé que par un mécanisme dynamique Il faut donc qu'il existe une dynamo auto entretenue dans le noyau

34 Le champ magnétique terrestre a une géométrie principalement dipolaire équivalente à celle d'un barreau aimanté (un dipôle) situé au centre de la Terre et légèrement incliné par rapport à rotation Lel'axe pôledenord du dipôle pointe vers le sud

35 Tomographie sismologique globale en utilisant les ondes émises par les séismes

36 Tomographie sismologique

37 Fer solide Fer liquide

38 La température dans la Terre Énergie = Radioactivité Énergie = Chaleur latente de solidification du fer

39 La Terre = machine thermique Chaud Convection = élimination de la chaleur interne Froid