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Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?



  1. #1
    johnbee302

    Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?


    ------

    Bonjour à tous,

    alors voilà. Je travaille sur Mars et je voudrais savoir si le fait que son noyau soit solide justifie le fait qu'elle n'ait pas de champ électromagnétique. De manière plus générale, je voudrais comprendre comment fonctionne un noyau. Je pense que le champ est généré par le déplacement des métaux, ce qui forme une sorte de dynamo. Et puis tant qu'à faire, je cherche des idées (aussi loufoques soit elles) qui pourraient réenclencher le magnétisme. Ceci ayant pour objectif de protéger l'atmosphère et ,à plus long terme, viabiliser l'astre.

    Voilà, merci pour vos réponses, je suis prêt à fournir plus d'informations si besoin il y a.

    -----

  2. #2
    LaRacineCarree

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Sans être un spécialiste du sujet, je pense que tu es dans la bonne direction. Le champ magnétique terrestre a pour origine les mouvements (rotation) du noyau métallique et liquide de notre planète.

    Sur Mars, planète plus petite, le noyau s'est déjà refroidi et n'est plus en mouvement, il ne génère donc plus de champ magnétique.

    Sur le pourquoi du comment, je pense que le mouvement du noyau métallique de la Terre s'apparente à une immense boucle de courant, donc à une bobine et génère donc un champ magnétique tout comme n'importe quelle bobine parcourue par un courant.

    Pour les idées loufoques, je ne m'inquiète pas, on a des spécialistes...

  3. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par johnbee302 Voir le message
    De manière plus générale, je voudrais comprendre comment fonctionne un noyau. Je pense que le champ est généré par le déplacement des métaux, ce qui forme une sorte de dynamo.
    Tout à fait.

    Le champ magnétique terrestre est créé et entretenu par un processus d’induction : des courants électriques intenses circulent dans le noyau extérieur (1300 < r < 3500 km) qui possède une conductibilité électrique élevée.

    Le système s'auto-excite. Ca peut se modéliser comme ça :



    Un solénoïde placé sous un disque conducteur monté sur un axe en rotation. Un fil relie le bord du disque à l’axe via le solénoïde. Les contacts avec le disque et l’axe se font par frottement (balais).

    Pour faire démarrer le processus il suffit d’appliquer un champ magnétique initial pendant un court moment. Un conducteur en mouvement (le disque) dans un champ magnétique est parcouru par un courant induit. Ce courant circulant traverse le solénoïde ce qui entretient le champ magnétique et la boucle est bouclée (l'énergie est prise sur la rotation de la terre).


    Le champs sur Mars est purement rémanent (ce qui signifie probablement que Mars a développé un champs géodynamique dans le passé).

    Pas trop d'idée pour lui en payer un à nouveau

    a+
    Parcours Etranges

  4. #4
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Pour obtenir un champ magnetique a l'echelle planetaire pour les planetes telluriques, je pense que la seule presence d'un noyau liquide ferreux n'est pas forcement suffisante. Il est necessaire que la planete soit en rotation et qu'il y aie une source de chaleur provoquant la convection initiale.

    Citation Envoyé par LaRacineCarree Voir le message
    Sur Mars, planète plus petite, le noyau s'est déjà refroidi et n'est plus en mouvement, il ne génère donc plus de champ magnétique.
    Pas si sur. Si le noyau est entierement liquide, il se pourrait qu'il ne genere pas de champ magnetique egalement car les courants seraient beaucoup trop aleatoires.
    Il y a eu une discussion il n'y a pas si longtemps sur la rheologie des couches internes martiennes. Meme si le manteau est plus ou moins compris, le noyau reste un peu enigmatique.

    http://forums.futura-sciences.com/pl...ml#post2574934

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 28/11/2009 à 12h56.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Pfhoryan

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Pas trop d'idée pour lui en payer un à nouveau
    Facile, à coup de neutrinos pour faire fondre une partie du noyau comme dans 2012

    --
    "Toute vérité franchit trois étapes. D’abord elle est ridiculisée. Ensuite, elle subit une forte opposition. Puis, elle est considérée comme ayant toujours été une évidence." - Arthur Schopenhauer

  7. #6
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Pfhoryan Voir le message
    Facile, à coup de neutrinos pour faire fondre une partie du noyau comme dans 2012
    Ah oui, un grand moment la cuve du détecteur de neutrinos bouillonnante

    a+
    Parcours Etranges

  8. #7
    johnbee302

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Merci pour vos réponses. D'après ce que je sais, Mars n'est pas totalement morte car il existe encore quelques "poches" de magnétisme.

    Après, concernant la reconstitution d'un champ magnétique, je suis conscient que cela relève plus de l'utopie que d'autre chose... Mais aller vivre sur une autre planète n'est il pas déjà une utopie?

    Bon, merci j'ai ma réponse à ma question principale et je n'en ai pas d'autre pour l'instant. Malheureusement, les questions venant au fur et à mesure, ca finira par revenir...

  9. #8
    LaRacineCarree

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par johnbee302 Voir le message
    Ceci ayant pour objectif de protéger l'atmosphère et ,à plus long terme, viabiliser l'astre.
    Pour compléter, d'après ce que j'ai pu lire/voir quelque part, si le champ magnétique disparaissait brutalement, ni l'atmosphère ni la vie sur Terre ne disparaitraient brutalement. Le champ magnétique protège l'atmosphère d'une "érosion" par le vent solaire sur le long terme.

    Pour la vie sur Terre, elle a déjà survécu à de nombreuses inversions des pôles magnétiques, et donc à des phases où le champ magnétique était relativement faible.

  10. #9
    johnbee302

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par LaRacineCarree Voir le message
    Pour compléter, d'après ce que j'ai pu lire/voir quelque part, si le champ magnétique disparaissait brutalement, ni l'atmosphère ni la vie sur Terre ne disparaitraient brutalement. Le champ magnétique protège l'atmosphère d'une "érosion" par le vent solaire sur le long terme.
    Je connais le rôle du champ magnétique sur terre. Il est indubitable que son absence n'aurait pas permis l'apparition de la vie sur terre. Et je suis d'accord aussi sur le fait que la disparition du champ magnétique n'auras pas des conséquences totalement fatales sur la vie terrestre. En tout ces les hommes en pâtiraient. Le champ magnétique protège des rayonnements électromagnétiques du soleil. Si ces derniers arrivent à atteindre la terre, ils détruiront tout ce qui est électronique en grillant les composants. L'humanité serais dans la panade. Il me semble que le champ magnétique empêche également certaines ondes nocives pour la vie de passer (au pif, UV) et ainsi préserve la vie. Il est possible que ces ondes brûlent les êtres vivants ou dénature l'ADN (ou que sais-je encore?). La vie en prendrait alors plein la figure.
    Concernant l'atmosphère, effectivement elle ne disparaitra pas d'un seul coup (est ce qu'un fleuve érode une montagne en deux jours?).

    Citation Envoyé par LaRacineCarree Voir le message
    Pour la vie sur Terre, elle a déjà survécu à de nombreuses inversions des pôles magnétiques, et donc à des phases où le champ magnétique était relativement faible.
    Là, je te remercie pour l'info, ca me sera peut-être utile à un moment.

  11. #10
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par johnbee302 Voir le message
    Bonjour à tous,

    alors voilà. Je travaille sur Mars et je voudrais savoir si le fait que son noyau soit solide justifie le fait qu'elle n'ait pas de champ électromagnétique. De manière plus générale, je voudrais comprendre comment fonctionne un noyau. Je pense que le champ est généré par le déplacement des métaux, ce qui forme une sorte de dynamo. Et puis tant qu'à faire, je cherche des idées (aussi loufoques soit elles) qui pourraient réenclencher le magnétisme. Ceci ayant pour objectif de protéger l'atmosphère et ,à plus long terme, viabiliser l'astre.

    Voilà, merci pour vos réponses, je suis prêt à fournir plus d'informations si besoin il y a.
    Une planète avec un noyau mort, le champ électro-magnétique est nul.

    Pour réactiver un noyau, hypothèse : forer un trou jusqu'au noyau et y envoyer une grosse bombe atomique histoire de réveiller le truc...

  12. #11
    johnbee302

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Futura2009 Voir le message
    Pour réactiver un noyau, hypothèse : forer un trou jusqu'au noyau et y envoyer une grosse bombe atomique histoire de réveiller le truc...
    Ca me rappelle un film... Ils faisaient la même chose, mais pour le soleil.

    Conclusion: réactiver le champ magnétique martien semble aussi utopique que de voir un piranha manger une feuille d'endive. Mais est ce possible pour l'homme de créer lui même ce champ magnétique? (une sorte de dynamo géante...)

  13. #12
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    EDIT dsl pour le doublon
    Dernière modification par Futura2009 ; 28/11/2009 à 20h58.

  14. #13
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Ben oui... à la condition de l'implanter à la place du noyau, au centre de la planète. Et à condition aussi qu'il soit suffisamment fort pour recréer une atmosphère de type terrienne, c'est à dire humaine.
    C'est pas impossible.

    Disons qu'en gros t'as deux choix : 1-réanimer le mort ou 2- le remplacer par un nouveau.
    Dans le deuxième cas on pourrait penser à une usine atomique suffisamment puissante et de petite taille (histoire de pas forer un truc de 10000km de diamètre ).

  15. #14
    johnbee302

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    J'avais penser (en gros) à deux fiches plantées dans le sol en deux points diamètralement opposés et parcouru par un courant alternatif. Je ne saurais pas expliquer pourquoi, ca serait trop confus. Le tout alimenter (écologie oblige) par des pannaux solaires. Y'à de la place, on va pas se priver.

    Pour l'usine atomique, quel serait le principe (en gros, c'est juste pour avoir une idée)?

  16. #15
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    L'usine atomique produirait suffisamment d'énergie pour générer d'elle-même un champ électro-magnétique assez puissant pour remplacer l'ancien noyau.
    On peut aussi imaginer une usine atomique qui ferait tourner une immense dynamo.

    Le truc des fiches plantées dans le sol, c'est pas con, mais je pense que si ça marche comme ça sur terre c'est parce qu'entre les deux fiches il y a le noyau... et donc sans noyau... rien !
    A moins que tu crées deux pôles artificiellement... mais là sans rien à l'intérieur ça risque de tout déséquilibrer.... boom!

  17. #16
    audrasjb

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Bonsoir,

    L'usine atomique produirait suffisamment d'énergie pour générer d'elle-même un champ électro-magnétique assez puissant pour remplacer l'ancien noyau.
    On peut aussi imaginer une usine atomique qui ferait tourner une immense dynamo.
    Sympa, ça pourrait intéresser quelques auteurs de SF, mais au niveau de l'application réelle, c'est une autre paire de manches. Les forces à l'oeuvre au centre de la Terre (et a fortiori du soleil (pour JohnBee302..))n'ont rien à voir avec nos petites explosions nucléaires : des pets de mouche face aux forces considérables à l'oeuvre dans les conditions physiques du noyaux terrestre, sans parler d'un l'impossibilité totale d'y accèder pour y faire quoi que ce soit...

    Il y a tout de même 3,5 millions de bars de pression là-dedans ! Je vois pas comment tu compte y envoyer ta ridicule petite tête nucléaire...

    @+

  18. #17
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par johnbee302 Voir le message
    Merci pour vos réponses. D'après ce que je sais, Mars n'est pas totalement morte car il existe encore quelques "poches" de magnétisme.
    Oui mais c'est un champs rémanente de qq centaines de nT, du à l'aimantation des roche de surface quand la planète possédait une dynamo.


    a+
    Parcours Etranges

  19. #18
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par audrasjb Voir le message
    Bonsoir,



    Sympa, ça pourrait intéresser quelques auteurs de SF, mais au niveau de l'application réelle, c'est une autre paire de manches. Les forces à l'oeuvre au centre de la Terre (et a fortiori du soleil (pour JohnBee302..))n'ont rien à voir avec nos petites explosions nucléaires : des pets de mouche face aux forces considérables à l'oeuvre dans les conditions physiques du noyaux terrestre, sans parler d'un l'impossibilité totale d'y accèder pour y faire quoi que ce soit...

    Il y a tout de même 3,5 millions de bars de pression là-dedans ! Je vois pas comment tu compte y envoyer ta ridicule petite tête nucléaire...

    @+
    Justement, c'est tout le défi de la science du XXI° siècle !

  20. #19
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Futura2009 Voir le message
    Justement, c'est tout le défi de la science du XXI° siècle !
    Les energies en oeuvre niveau planetaire n'ont en effet rien a voir avec les meilleures sources d'energie que les humains sont capables de produire. Pour donner une idee, un evenement important a la surface de la Terre comme l'eruption du Tambora en 1815 (toujours insignifiant compare a l'echelle de la planete) a degage une energie environ 100000x plus importante que la bombe d'Hiroshima.

    Et ce n'est que pour les evenements ponctuels. Si l'on veut rechauffer un noyau, il va falloir faire appel a des echelles d'energie qui ont disparu du systeme solaire depuis sa formation. En admettant que l'on en soit capable un jour, dans un futur lointain..., il faudra neanmoins avoir une connaissance parfaite de la planete a modifier et une connaissance parfaite de la source d'energie utilisee, parce que si ce genre de chose s'active en surface, ca risque de faire des degats, et pas seulement pour la planete.

    Juste un petit calcul que je viens de faire pour avoir une idee de ce qui est necessaire comme energie pour fondre le noyau terrestre (juste fondre, donc sans chauffage) : 200.1027kJ, ce qui fait 50.1021 tonnes de TNT ou encore 25.1019 x Hiroshima...
    Autant dire qu'on ne joue pas dans la meme categorie, et des absurdites comme "The Core / Fusion" restent des absurdites.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  21. #20
    johnbee302

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    D'accord, donc autant abandonner toute supposition pour redonner un semblant de champ magnétique. Je me doutais bien que parmi toutes ses suppositions, aucune ne serait réalisable... mais on est jamais à l'abri d'un coup de génie. Apparemment, ce n'est tout simplement pas réalisable aujourd'hui, avec nos connaissances actuelles.

    Je vais donc m'avancer vers une autre question: dans quelle mesure le rôle du champ magnétique est il important? Celui ci protège l'atmosphère d'une érosion. Pour l'humanité, il joue également un rôle capital: il protège nos composants électroniques (il suffit de regarder les conséquences sur terre des éruptions solaires pour s'en rendre compte.) Mais sinon, est-ce tout?

  22. #21
    Futura2009

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    N'oublions pas que personne n'aurait cru possible une fusée ou d'aller sur la lune à l'époque de Louis XIV !
    Les solutions techniques pourraient arriver beaucoup plus vite que prévu.

  23. #22
    Sigma83

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Une petite question: il me semble que Io, satellite de Jupiter, connue pour son activité géologique, n'a pas de champs magnétique. Pourtant son noyaux doit etre partiellement fondu? pour quelle raison, il y en aurai til pas?

    merci de vos réponse

  24. #23
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Sigma83 Voir le message
    Une petite question: il me semble que Io, satellite de Jupiter, connue pour son activité géologique, n'a pas de champs magnétique.
    On ne sait pas encore avec certitude parce qu'il n'est pas commode de déterminer si le champ mesuré est produit par Io elle-même ou s’il provient du puissant champ jovien. Mais il est assez probable (et cohérent avec ce qui est mesuré) que Io ait son propre champ magnétique.

    a+
    Parcours Etranges

  25. #24
    Burnaby

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Bonjour,
    J'ai lu avec intérêt vos derniers échanges mais il me semble que vous vous êtes laissés aller à une certaine dérive. Je vous propose de revenir à des observations et des déductions plus scientifiques.
    Première observation : le pôle nord magnétique n'est pas situé au pôle géographique (presque 1000km les séparent). On en déduit, et ceci compte tenu de ce qui va suivre, que le noyau et le manteau de la Terre ne tourne pas en parfait synchronisme.
    Deuxième observation : nous avons 4000km de magma en fusion sous nos plaques continentales et sous nos océans. On confirme ici que les frottements induits par les mouvements relatifs noyau/manteau chauffent et maintiennent à haute température les éléments localisés à leurs interfaces.
    Troisième observation : les matériaux portés à haute température libèrent des électrons (pour preuve, les bons vieux tubes cathodiques de nos ancestrales télévisions). On en déduit que les mouvements relatifs noyau/manteau entraînent dans le magma des lignes de courant d'électrons, donc des courants électriques.
    Quatrième observation : nous avons tous appris en classe de première qu'une ligne de courant (un conducteur parcouru par un courant) générait des champs magnétiques.
    Avons-nous besoin d'en préciser davantage sur l'origine du champ terrestre ?

    Observons encore que les faibles variations journalières des mouvements relatifs noyau/manteau engendrent de faibles variations de l'amplitude du champ magnétique.
    Que les variations de mouvement relatif, lent mais de grande amplitude, produisent des variations de la déclinaison magnétique en tous points de la Terre (Phénomène cyclique dont la période est de l'ordre de 750 ans) et que le pôle nord magnétique se déplace en permanence.
    Qu'enfin, lorsque le synchronisme est atteint (ce n'est pas le cas pour notre planète Terre) les frottements disparaissent, le magma se stabilise, refroidit et les courants d'électrons disparaissent en dessous d'une "certaine" température (dépendant de la nature des matériaux)

    La réponse à votre question est donc : Non, le noyau ne peut pas, à lui seul, générer un champ magnétique. Il doit être associé à un manteau extérieur et à des matériaux à haute température en interfaces. La solidification globale de la planète faite disparaitre son champ magnétique, à l'exception de quelques traces rémanentes.

    Bien à vous
    B.

  26. #25
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    J'ai lu avec intérêt vos derniers échanges mais il me semble que vous vous êtes laissés aller à une certaine dérive. Je vous propose de revenir à des observations et des déductions plus scientifiques.
    ...je me demande qui derive scientifiquement....

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Première observation : le pôle nord magnétique n'est pas situé au pôle géographique (presque 1000km les séparent). On en déduit, et ceci compte tenu de ce qui va suivre, que le noyau et le manteau de la Terre ne tourne pas en parfait synchronisme.
    Le fait que le pole magnetique et le pole geographique ne coincident pas parfaitement est du avant tout au comportement relativement chaotique du noyau externe. L'absence de synchronisme a ete prouve par des methodes sismiques en 2005. Il est de 0.3 a 0.5* par an. Le manteau cependant, il n'y a pas de donnees a ce sujet. Meme si un gradient est possible, il n'a sans doute lieu que dans la region de lla zone D'' entre le manteau et le noyau.

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Deuxième observation : nous avons 4000km de magma en fusion sous nos plaques continentales et sous nos océans. On confirme ici que les frottements induits par les mouvements relatifs noyau/manteau chauffent et maintiennent à haute température les éléments localisés à leurs interfaces.
    Non, double faute ici, le manteau n'est pas en fusion, et s'il l'etait, ils n'y aurait pas de frottements importants. Le manteau est un solide ductile. le noyau externe est liquide. Le noyau interne est solide.
    Un systeme geologique qui maintient sa chaleur par frottement n'existe pas. Les seuls cas qui existent sont les pseudotachylites qui par leur mode de formation, ne peuvent qu'avorter. Frottement => chaleur; si la chaleur n'est pas evacuee => fusion => plus de frottement => le truc se solidifie. A l'echelle de la Terre, cela n'a pas de sens.

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Troisième observation : les matériaux portés à haute température libèrent des électrons (pour preuve, les bons vieux tubes cathodiques de nos ancestrales télévisions). On en déduit que les mouvements relatifs noyau/manteau entraînent dans le magma des lignes de courant d'électrons, donc des courants électriques.
    Toujours pas de magma dans ces regions de la Terre (sauf noyau externe of course)....ce n'est pas si simple que cela. Sinon on ne passerait pas son temps a tenter des experiences comme VKS pour comprendre le geomagnetisme

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Quatrième observation : nous avons tous appris en classe de première qu'une ligne de courant (un conducteur parcouru par un courant) générait des champs magnétiques.
    Il va en falloir du "magma" des electrons en balade et des lignes de champ pour faire un champ magnetique comme celui qu'on a...

    Cordialement,

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  27. #26
    LaRacineCarree

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Troisième observation : les matériaux portés à haute température libèrent des électrons (pour preuve, les bons vieux tubes cathodiques de nos ancestrales télévisions).
    C'est marrant, il me semblait que le canon à électrons au fond des tubes cathodiques y était pour quelque chose...

    Les électrons ne surgissent pas "simplement" d'un conducteur porté à haute température, ils sont éjectés pas un champ électrique dans le cas d'un canon à électrons.

    Pardon pour la "certaine dérive" par rapport au sujet initial.

  28. #27
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un noyau solide peut il générer un champ magnétique?

    Citation Envoyé par Burnaby Voir le message
    Deuxième observation : nous avons 4000km de magma en fusion sous nos plaques continentales et sous nos océans.


    Il est quand même étonnant de vous voir vous exprimer avec une telle assurance avec des lacunes aussi béantes sur la physique du globe.

    a+
    Parcours Etranges

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