Géomagnétisme et Paléomagnétisme
La Terre génère un champ magnétique dans son noyau en fusion, et l'enregistrement de ce champ figé dans les roches préserve une histoire des inversions et du mouvement continental qui sous-tend la tectonique des plaques.
Definition
Le géomagnétisme est l'étude du champ magnétique terrestre, de sa structure spatiale, de sa variation temporelle et de son origine dans la géodynamo, tandis que le paléomagnétisme est l'étude de la magnétisation fossile enregistrée dans les roches, utilisée pour reconstituer le comportement passé du champ et le mouvement des plaques tectoniques.
Scope
Ce domaine couvre le champ magnétique terrestre et son histoire : le champ géomagnétique actuel et sa description comme un dipôle géocentrique avec des harmoniques d'ordre supérieur, sa variation séculaire, et sa génération par la géodynamo dans le noyau externe liquide. Il traite du paléomagnétisme, de l'enregistrement des directions et polarités passées du champ dans les roches, de l'échelle des inversions géomagnétiques, et du magnétisme des roches et de l'environnement. L'accent est mis sur l'origine du champ dans la dynamique du noyau et sur l'extraction d'un enregistrement paléomagnétique à partir des minéraux magnétiques.
Sub-topics
Core questions
- Comment le champ géomagnétique est-il décrit et comment évolue-t-il dans le temps ?
- Comment le mouvement des fluides dans le noyau liquide génère-t-il et maintient-il le champ ?
- Comment les roches enregistrent-elles l'ancien champ magnétique, et quelle est la fiabilité de cet enregistrement ?
- Que révèlent les inversions de polarité et la dérive apparente des pôles sur l'histoire de la Terre et le mouvement des plaques ?
Key concepts
- Dipôle axial géocentrique et les composantes du champ géomagnétique
- Variation séculaire et dérive vers l'ouest
- Géodynamo et magnétohydrodynamique du noyau
- Inversions de polarité géomagnétiques et l'échelle de polarité
- Aimantation rémanente et magnétisme des roches
Key theories
- Théorie de la géodynamo
- Le champ géomagnétique est maintenu par une action de dynamo auto-excitatrice : le mouvement convectif et rotationnel du fer liquide électriquement conducteur dans le noyau externe induit des courants qui régénèrent le champ contre la décroissance ohmique.
- Enregistrement paléomagnétique et inversions
- Les minéraux magnétiques enregistrent la direction du champ ambiant lors de la formation des roches, ainsi, des séquences ordonnées de magnétisation normale et inverse révèlent une histoire globale des inversions et, par la dérive apparente des pôles, les positions passées des continents.
Clinical relevance
Le géomagnétisme fournit l'échelle des inversions de polarité qui calibre l'expansion des fonds océaniques et les mouvements des plaques, soutient les levés magnétiques et la navigation, et contraint les modèles de dynamique du noyau ; le magnétisme environnemental aide les études paléoclimatiques et de pollution.
History
Gilbert a soutenu en 1600 que la Terre elle-même est un aimant, Gauss a établi la description mathématique du champ sur une base rigoureuse dans les années 1830, Brunhes a découvert des roches magnétisées inversement en 1906, et la théorie de la dynamo du milieu du XXe siècle ainsi que l'échelle des inversions paléomagnétiques sont devenues des preuves centrales pour la tectonique des plaques.
Key figures
- William Gilbert
- Carl Friedrich Gauss
- Bernard Brunhes
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- merrill1996
- butler1992
- fowler2005
Frequently asked questions
- D'où vient le champ magnétique terrestre ?
- Il est généré par la géodynamo : le fer en fusion électriquement conducteur en convection dans le noyau externe, organisé par la rotation de la Terre, entraîne des courants électriques qui maintiennent le champ, un peu comme une dynamo auto-excitatrice maintient son propre magnétisme.
- Comment le magnétisme des roches aide-t-il à reconstituer les mouvements des plaques ?
- Lorsque les roches se forment, elles enregistrent la direction du champ magnétique, y compris sa polarité ; la comparaison de ces directions fossiles à travers les continents et des bandes magnétiques symétriques sur le fond marin révèle comment les plaques et les continents se sont déplacés au cours du temps géologique.