Champ magnétique terrestre et inversion

[invited4b392df]

Bonjour, j'ai quelques questions à vous poser

. j'ai lu que les roches volcaniques gardent en mémoire le champ magnétique en cours lors de leur cristallisation. Mais quels sont les cristaux concernés ? et est ce que cela est observable au microscope ?

. apparement, plusieurs hypothèses sont émises pour expliquer une inversion du champ magnétique. Mais aucune n'est vérifiée et cela tient plus de la prédiction que d'un véritable travail scientifique, est ce vrai ?

. l'histoire avec les mamouths de sibéries retrouvés gelés est elle plausible ou alors ce n'est q'une intox reprise par des organisations plus ou moins douteuses ?

voila, si vous avez le temps de répondre, n'hésitez pas et vous m'aiderez beaucoup ! merci ^^
-----

[Tawahi-Kiwi]

j'ai lu que les roches volcaniques gardent en mémoire le champ magnétique en cours lors de leur cristallisation. Mais quels sont les cristaux concernés ? et est ce que cela est observable au microscope ?

Salut,
Oui, c'est exact les roches magmatiques, volcaniques et sédimentaires peuvent donner des informations sur le paléomagnétisme. Celà est du à l'orientation des cristaux lors de leur cristallisation (cas des roches ignées) ou de leur dépot (roches sédimentaires de milieu calme). toutes les roches ne donnent pas forcément de l'information car celà nécessite des minéraux contenant Fe, Co, Ni, Cr, Mn. Les minéraux principalement utilisés sont les oxydes de fer (Magnétite : Fe₃O₄ et hématite : Fe₂O₃) mais des minéraux comme la pyrrhotite (Fe_1-xS), la chromite (FeCr₂O₄), l'ilménite (FeTiO₃) sont également utilisé je pense.

apparement, plusieurs hypothèses sont émises pour expliquer une inversion du champ magnétique. Mais aucune n'est vérifiée et cela tient plus de la prédiction que d'un véritable travail scientifique, est ce vrai ?

Il ne s'agit pas vraiment d'une prédiction puisque l'inversion magnétique existe, ce n'est pas une théorie mais un fait. Mais l'explication est en effet plus hypothétique puisqu'elle fait appel aux comportements des couches les plus internes de la Terre. Pour autant que je me souvienne, l'hypothèse que je connaissais était une rotation différentielle entre noyau interne et externe.

l'histoire avec les mamouths de sibéries retrouvés gelés est elle plausible ou alors ce n'est q'une intox reprise par des organisations plus ou moins douteuses ? ?

Non, c'est une information tout à fait valable, on en a retrouvé une vingtaine jusqu'à présent, dans la partie la plus septentrionale de la Sibérie (voir carte). Ils ont un peu souffert du gel bien évidemment mais ils ont toujours toute leur fourrure et ce qu'ils ont mangés est toujours dans leur estomac.


En espèrant t'avoir éclairé.

Tawahi-Kiwi

[invitea21482d7]

Bonjour,

En effet, pour observer les changements magnétiques, on utilise les roches magmatiques, volcaniques et sédimentaires.
Et, je pense que c'est surtout la magnétite qui est utilisée à cet effet car, il est bien entendu que c'est elle qui possede es plus grandes capacités dans l'enregistrement des phénomènes magnétiques.

Il est assez difficile d'expliquer ces inversions. En effet, la théorie de la géodynamo (une des explications de l'origne du magnétisme) ne le permet pas.
La théorie que j'avais lu était :
la présence d'instabilités induit le destruction de la polarité initiale tout en induisant la nouvelle. L'origine de ces instabilités peut être le changement chaotique de la structure de l'écoulement du noyau, la modification des mouvements de convection par une variation de la temperature ou la formation de zones de flux inversés. Si la création de ces zones de flux se fait proche du pole, alors il y a affaiblissement du dipole et quand la région polaire est engloutie, alors c'est l'inversion du magnétisme terrestre qui se produit.

Lors du travail que j'avais du réaliser sur ce sujet, ce site m'a assez aidé: http://www.es.ucsc.edu/~glatz/geodynamo.html

[guy52]

Bonjour,

Salut,
Oui, c'est exact les roches magmatiques, volcaniques et sédimentaires peuvent donner des informations sur le paléomagnétisme. Celà est du à l'orientation des cristaux lors de leur cristallisation (cas des roches ignées) ou de leur dépot (roches sédimentaires de milieu calme). toutes les roches ne donnent pas forcément de l'information car celà nécessite des minéraux contenant Fe, Co, Ni, Cr, Mn. Les minéraux principalement utilisés sont les oxydes de fer (Magnétite : Fe₃O₄ et hématite : Fe₂O₃) mais des minéraux comme la pyrrhotite (Fe_1-xS), la chromite (FeCr₂O₄), l'ilménite (FeTiO₃) sont également utilisé je pense.
Tawahi-Kiwi

OK pour l'orientation des cristaux au cours de la sédimentation.

Mais pour les roches magmatiques lorsque les minéraux acquièrent leur aimantation ils sont en dessous du point de Curie donc déjà à l'état solide.

Cordialement Guy

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

Mais pour les roches magmatiques lorsque les minéraux acquièrent leur aimantation ils sont en dessous du point de Curie donc déjà à l'état solide.

c'est juste, j'aurais du plutot dire l'orientation du champ magnétique des cristaux.
La température de Curie de la magnétite (570°C, si mes souvenirs sont bons) est-elle supérieure ou inférieure au solidus d'un magma (dans une carbonatite oui mais ailleurs ?). auquel cas on pourrait éventuellement avoir une orientation cristalline de la magnétite ?

Et ça m'amène a une autre question en fait. Dans le cas d'un cumulat de magnétite (ex : magnétitite du Bushveld), les grains ont tous la même orientation cristalline; théoriquement, ils doivent aussi avoir la même orientation magnétique. Ma question serait : Comment fait-on pour cartographier (orientation du layer) un banc de magnétitite avec une boussole ?

[invite407f5bc4]

Bonjour,

apparement, plusieurs hypothèses sont émises pour expliquer une inversion du champ magnétique. Mais aucune n'est vérifiée et cela tient plus de la prédiction que d'un véritable travail scientifique, est ce vrai ?

Comme l'on dit bien Tawahi-Kiwi etVanyel, ceci est vrai, plusieurs hypothèses sont émises pour expliquer une inversion du champ magnétique.

J'aurai juste à rajouter que j'ai trouvé une autre hypothèse, en effet les inversions du champ magnétique terrestre seraient dues au refroidissement et à la diminution d'énergie du noyau terrestre interne.
Le refroidissement du noyau terrestre interne serait dû à la diminution de vitesse de rotation entre le noyau interne et externe.
Le noyau terrestre interne serait constitué essentiellement d'uranium et l'activité nucléaire qui s'y passe s'affaiblirait. Or cette énergie permettrait de "motiver" les flux de fer du noyau externe.
Lors d'un inversion cette rotation entre les deux serait quasi nulle, les convections de flux de fer du noyau externe pouraient donc s'inverser de sens d'où l'inversion du champ magnétique terrestre.

Comment fait-on pour cartographier de la magnétitite avec une boussole ?

Je crois qu'il est préférable de "cartographier" avec un magnétomètre.
Si ta magnétite est très grande, je pense qu'il suffirait de placer plein de petites boussole sur elle et observer la direction que la boussole indique, tu pourras ainsi voir si cette magnétite indique une polarité inverse (négative)ou normale (positive) par rapport au champ magnétique actuel.
Si ta magnétite est très petite, je pense que tu peux regarder plusieurs echantillons avec un microscope adapté, la magnétite a tous ces atomes dirigés vers la même direction (d'où la présence d'un champ magnétique), je pense que tu pourras ainsi observer, encore une fois, la polarité qu'elle t'indique.

Voilà

[Tawahi-Kiwi]

Bonjour,
Je crois qu'il est préférable de "cartographier" avec un magnétomètre.
Si ta magnétite est très grande, je pense qu'il suffirait de placer plein de petites boussole sur elle et observer la direction que la boussole indique, tu pourras ainsi voir si cette magnétite indique une polarité inverse (négative)ou normale (positive) par rapport au champ magnétique actuel.
Si ta magnétite est très petite, je pense que tu peux regarder plusieurs echantillons avec un microscope adapté, la magnétite a tous ces atomes dirigés vers la même direction (d'où la présence d'un champ magnétique), je pense que tu pourras ainsi observer, encore une fois, la polarité qu'elle t'indique.

Salut, En fait, je me suis mal exprimé, ce n'est pas la magnétite que je veux mesurer mais l'entièreté de l'orientation du cumulat de magnétitite. Donc son orientation (et accesoirement son pendage), par rapport au pole magnétitique nord terrestre. Si on pose une boussole sur un tel cumulat de magnétite, je ne sais pas mais je crois qu'elle va indiquer tout sauf le nord. Enfin, avec un bon GPS et quelques mesures d'angles, on peut s'en sortir, c'est juste un peu moins...classique.

Tawahi-Kiwi

[odysseus06]

Bonjour
Je crois qu’il serait bon d’apporter une précision à l’expression « inversion du champ magnétique ».
Il ne s’agit pas d’une inversion brutale mais d’une variation lente sur plusieurs dizaines de milliers d’années. A ce sujet voir :
http://www.futura-sciences.com/news-...estre_6429.php.
L’orientation du champ magnétique n’est ni stable ni la même en tous points de la surface de la Terre et il existe des cartes isogones pour la période actuelle et pour des époques passées. Les pôles se promènent tranquillement.
Problème bien connu de tous les navigateurs.
Un exemple, absolument au hasard, au phare d’Ar Men la déclinaison magnétique est aujourd’hui de 3.3 degrés ouest et elle diminue de 8 minutes d’arc par an. Mais dans le nord du Canada la déclinaison peut atteindre 30 degrés E à l'ouest et W à l'est. Dans le nord de la Russie également.

J'aurai juste à rajouter que j'ai trouvé une autre hypothèse, en effet les inversions du champ magnétique terrestre seraient dues au refroidissement et à la diminution d'énergie du noyau terrestre interne.
Le refroidissement du noyau terrestre interne serait dû à la diminution de vitesse de rotation entre le noyau interne et externe.
Le noyau terrestre interne serait constitué essentiellement d'uranium et l'activité nucléaire qui s'y passe s'affaiblirait.

Peux-tu citer la source de cette information?
Deux choses me chagrinent:
1- j'ai toujours appris que le noyau externe, liquide, et la graine, solide, étaient composés en majorité de fer et de nickel.
2- Je ne vois pas comment l’activité nucléaire pourrait ralentir et repartir après un temps de réflexion.

[Tawahi-Kiwi]

Bonjour
Peux-tu citer la source de cette information?
Deux choses me chagrinent:
1- j'ai toujours appris que le noyau externe, liquide, et la graine, solide, étaient composés en majorité de fer et de nickel.

Peut être que ce que dolmen a voulu dire, c'est que l'élément radioactif le plus présent dans le noyau est ²³⁸U par opposition à ⁴⁰K et ²³⁰Th. Il s'agit cependant d'éléments qui sont tous lithophiles et donc ne sont présents qu'en quantité faible dans le noyau.

2- Je ne vois pas comment l’activité nucléaire pourrait ralentir et repartir après un temps de réflexion.

Le refroidissement du noyau terrestre interne serait dû à la diminution de vitesse de rotation entre le noyau interne et externe.
Le noyau terrestre interne serait constitué essentiellement d'uranium et l'activité nucléaire qui s'y passe s'affaiblirait. Or cette énergie permettrait de "motiver" les flux de fer du noyau externe.
Lors d'un inversion cette rotation entre les deux serait quasi nulle, les convections de flux de fer du noyau externe pouraient donc s'inverser de sens d'où l'inversion du champ magnétique terrestre. .

Y'a un problème dans ton développement dolmen !, si le refroidissement du noyau interne est du à la diminution de la vitesse de rotation; comment se fait il que ce refroidissement soit également du à une activité nucléaire qui s'affaiblirait dans ce noyau et qui créerait cette même diminution de rotation diffèrentielle. Celà dit, je comprends quand même ce que t'as voulu dire mais ça ne m'explique pas pourquoi cette activité nucléaire serait fluctuante au cours du temps, entrainant les inversions des courants de convections. N'est-il pas plus simple de dire que l'écoullement est totalement aléatoire et que progressivement, ceux-ci se déplacent, s'atténue ou s'accentue de manière assez chaotique comme le montre l'échelle 'strati' des inversions magnétiques ?

[invite407f5bc4]

Rebonjour,

Peux-tu citer la source de cette information?

Je l'ai lu cela dans un science et avenir datant de 2003, je crois que c'est juin 2003, (je n'ai pas le magasine chez moi désolé)

j'ai toujours appris que le noyau externe, liquide, et la graine, solide, étaient composés en majorité de fer et de nickel.

Le cours de mon prof d'SVT disait également que le noyau était fait essentiellement constitué de fer et de nickel, et quand je lui est montré l'article, ça l'a aussi étonné. Mais je rappelle que cet article disait bien que ce n'est qu'une hypothèse.
C'était un américain qui a démontré que le noyau terrestre était fait essentiellement d'uranium et non de fer et de nickel, et que ce noyau est donc un gygantesque coeur nucléaire, d'où le nom de l'article qui si je ne me trompe se nommait "un coeur d'uranium pour la Terre"

Je ne vois pas comment l’activité nucléaire pourrait ralentir et repartir après un temps de réflexion.

Là, je ne veux pas dire de bêtises, je ne sais plus où j'avais trouvé cette information. Je ne crois pas que c'était dans le même magasine.
Je peux seulement dire que les réactions nucléaires du noyau interne serait un des moteurs du champ magnétique terrestre et donc pourraient le faire varier, alors peut-être que je dis un bêtise en disant que l’activité nucléaire pourrait ralentir et repartir, c'est peut-être autre chose qui se passe ...

[invite407f5bc4]

Je l'ai lu cela dans un science et avenir datant de 2003, je crois que c'est juin 2003, (je n'ai pas le magasine chez moi désolé)

Je viens de retrouver la source exacte sur google :

Un cœur d'uranium pour la Terre ;
Sylvie ROUAT ; Rachel FLEAUX-MULOT ; - page n° 52
Fascicule N° 676 de science et avenir (juin 2003)

[invite407f5bc4]

Peut être que ce que dolmen a voulu dire, c'est que l'élément radioactif le plus présent dans le noyau est ²³⁸U par opposition à ⁴⁰K et ²³⁰Th. Il s'agit cependant d'éléments qui sont tous lithophiles et donc ne sont présents qu'en quantité faible dans le noyau.

Pourtant une phrase de l'article disait même si c'est pas mot à mot : "le noyau terrestre serait constitué essentiellement d'uranium et non de fer et de nickel"

Y'a un problème dans ton développement dolmen !, si le refroidissement du noyau interne est du à la diminution de la vitesse de rotation; comment se fait il que ce refroidissement soit également du à une activité nucléaire qui s'affaiblirait dans ce noyau et qui créerait cette même diminution de rotation diffèrentielle.

Peut-être que je me suis mal exprimée,

-entre le noyau interne et externe, il y aurait un mouvement de rotation, créant des frottements et donc de la chaleur

-vitesse de rotation qui s'affaiblit = moins de chaleur = refroidissement du noyau = inversion du champ magnétique terrestre

-réactions nucléaire = énergie = moteur pour le champ magnétique terrestre

comment se fait il que ce refroidissement soit également du à une activité nucléaire

Je n'ai jamais dit cela, peut-être que je me suis mal exprimé, ou que tu n'a pas bien vu.

N'est-il pas plus simple de dire que l'écoullement est totalement aléatoire et que progressivement, ceux-ci se déplacent, s'atténue ou s'accentue de manière assez chaotique comme le montre l'échelle 'strati' des inversions magnétiques ?

Ce que tu dis est sans doute vrai mais je ne vois pas ce que cela invalide l'hypothèse de cet américain qui maintenant je me rappelle s'appelle Marwin Herndon.
C'est uniquement le noyau interne qui est fait d'uranium, il y a toujours les flux de fer dans le noyau externe! Les mouvements de convections peuvent donc être aléatoire et peuvent se déplacer : c'est même fort propable.

[invite407f5bc4]

Salut, En fait, je me suis mal exprimé, ce n'est pas la magnétite que je veux mesurer mais l'entièreté de l'orientation du cumulat de magnétitite. Donc son orientation (et accesoirement son pendage), par rapport au pole magnétitique nord terrestre. Si on pose une boussole sur un tel cumulat de magnétite, je ne sais pas mais je crois qu'elle va indiquer tout sauf le nord. Enfin, avec un bon GPS et quelques mesures d'angles, on peut s'en sortir, c'est juste un peu moins...classique.

Ce que j'aurai fait à ta place :

-placer de nombreuses boussoles sur l'ensemble de ce banc de magnétite.

-comme tu veux meusurer "l'entièreté de l'orientation du cumulat de magnétitite", tu mesures un champ magnétique global. Tu notes tous les vecteurs que la boussole t'indique : c'est à dire l'orientation qu'elle donne (le seul problème des boussoles c'est que tu n'a pas l'intensité du champ et que ton vecteur n'a donc pas de norme, pour faciliter le calculs, dessines tes vecteurs de même norme)

-Tu additionnes tous les vecteurs que tu as noté pour ainsi n'avoir qu'un seul et unique vecteur.

-Tu regardes la direction du champ magnétique actuel en te mettant assez loin du cumulat de magnétitite

-Tu compares les 2 orientations et tu as fini!

J'espère cette fois avoir bien répondu à ta question.

[Tawahi-Kiwi]

je comprends bien ta solution pour l'orientation du cumulat mais il n'est pas certain que l'orientation magnétique de la couche soit suivant le plan de cette couche. Les données magnétiques pourraient très bien me donner une direction perpendiculaire au plan de 'strati' !?!

[invite407f5bc4]

je comprends bien ta solution pour l'orientation du cumulat mais il n'est pas certain que l'orientation magnétique de la couche soit suivant le plan de cette couche. Les données magnétiques pourraient très bien me donner une direction perpendiculaire au plan de 'strati' !?!

C'est vrai, je n'avais pas vraiment penser à ça...
Tu ne peux pas essayer de faire un forage, l'epaisseur de la magnétite est-elle vraiment si importante?
Se serait bien que tu arrives à récupérer au moins un petit morceau pour observer l'orientation du champ de la première couche (en gardant bien sa position, pour ne pas fosser les données).
Qu'appelles-tu plan de "strati"? c'est l'echelle stratigraphique?

[Tawahi-Kiwi]

Qu'appelles-tu plan de "strati"? c'est l'echelle stratigraphique?

Ici, je considère le Bushveld mais on peut voir ça ailleurs. Par plan de strati (plan de layer en fait), ça fait référence a une échelle stratigraphique pour une intrusion stratiforme. Tu as donc une série de couche métrique à pluridécamétriques de pyroxénite, harzburgite, gabbro, troctolite, Merensky Reef, chromitite, magnétitite, etc. Toutes ces couches ont la forme d'un lopolithe, plus inclinée sur les cotés de l'intrusion que sur le milieu (sans phénomènes tectoniques supplémentaires). (Voir photo : Ce que je voudrais mesurer, c'est le plan de pendage 10-15° dans la partie supérieure de la photo)

Pour en revenir à cette histoire de coeur d'uranium a la Terre. J'ignore quelle quantité il en faudrait en milieu anhydre mais je suis certain qu'on est bien au-delà de la masse critique avec seulement quelques pourcents d'uranium (238+235) vu la taille du noyau interne. (la fission spontanée est arrivé à Oklo et Mounana (Gabon) avec des teneurs relativement faible alors pourquoi pas dans le noyau !). Si celui-ci est réellement composé principalement d'uranium, les réactions en chaine sont inévitables et la Terre ne serait plus là, le noyau aurait fait une sorte de 'nova' planétaire' !

Tawahi-Kiwi

[odysseus06]

Bonjour
Je me range à l’avis de Tawahi-Kiwi et l’origine de cette histoire du noyau d’uranium vient probablement d’une mauvaise interprétation de l’explication de l’origine de la chaleur à savoir la fission des radioéléments « dont le plus abondant » est l’uranium.
Cela ne signifie évidemment pas que l’uranium est le constituant principal.
Un noyau d’uranium aurait signifié des abondances, terrestre et cosmique, bien supérieures à celles qui ont été jusqu’à présent constatées et remis en question la nucléosynthèse.
Incompréhension d’une explication par les deux journalistes de S&V ?
Mauvaise maîtrise du langage ?

[invite407f5bc4]

Bonjour
Je me range à l’avis de Tawahi-Kiwi et l’origine de cette histoire du noyau d’uranium vient probablement d’une mauvaise interprétation de l’explication de l’origine de la chaleur à savoir la fission des radioéléments « dont le plus abondant » est l’uranium.

C'est vrai que l'hypothèse de Marwin Herndon est contestatoire. Tout de même quand mes vacances seront finies (2 mai), j'irai reprendre le magasine à mon CDI et je vous écrirai un passage de l'article.