Le magnétisme terrestre est un domaine d'étude où la précision des mesures fait contraste avec le caractère encore mystérieux des phénomènes, et où les relations avec certains phénomènes cosmiques, tels les taches solaires, ou les aurores polaires, ouvrent un vaste champ de recherche.

Bernard Lamy

Comme chacun sait, la terre est entièrement plongée dans un champ magnétique analogue à celui que donnerait un barreau aimanté placé en son centre. Pour le caractériser en un point, il est nécessaire de connaître sa direction, son sens et son intensité.

Représentation du champ magnétique : Z : Composante verticale H : Composante horizontale F : Composante totale D : Déclinaison I : Inclinaison

Enregistreurs

Remarque : Le pôle Sud magnétique se trouvant voisin du pôle Nord géographique, le bout aimanté de la boussole indique le Sud magnétique, soit pratiquement le Nord géographique (cas où la déclinaison est faible).

Origine :

On peut l'attribuer à une aimantation des roches (cette hypothèse permet d'expliquer la variation séculaire), ou bien à des charges électriques entraînées par la rotation de la terre (effet Rowland). Toutes ces théories sont très souples, et l'origine du champ magnétique terrestre reste un des grands mystères de la géophysique.

Variations :

Le champ varie continuellement. On distingue trois type de variations :

• Les variations séculaires :

  Ce sont les variations lentes des valeurs absolues des composantes magnétiques. Ainsi, en 1959, la déclinaison (D) à Kerguelen était de 48° Ouest; elle est actuellement de 49°40' Ouest (la déclinaison étant l'angle formé par le méridien géographique et le méridien magnétique). On détermine alors le taux moyen de variation séculaire, soit dans l'exemple cité : 11' Ouest/an.

• Les variations diurne et saisonnière:

  Elles seraient dues à un champ magnétique supplémentaire, créé par des courants électriques circulant dans l'atmosphère, qui s'ajouteraient au champ principal. Pour la composante horizontale (H), on constate à Kerguelen un maximum au midi local, et un minimum vers 17 heures. Pour toutes les composantes, et quelque soit le lieu, on observe un maximum en été et un minimum en hiver.

• Les variations accidentelles :

  Elles sont d'origine corpusculaire. Il est rare que le tracé de la variation diurne soit régulier (Indice K=0). La courbe est souvent plus ou moins accidentée. Il y a orage si ces variations sont intenses. On distingue deux sortes d'orages :

• Orages à début progressif : Ils tendent à se reproduire avec une récurrence de 27 jours (rotation solaire)
• Orages à début brusque : Ils apparaissent en même temps sur toute la surface du globe avec toutefois des intensités différentes.

L'indice K caractérise l'activité corpusculaire dans l'intervalle tri horaire.

FONCTIONNEMENT DE L'OBSERVATOIRE DU MAGNETISME A KERGUELEN

Étant classé international, il sert à déterminer l'indice Kp (moyenne des indices K de tous ces observatoires). Cet indice caractérise l'activité magnétique de la journée pour toute la terre. L'enregistrement continu des variations du champ se fait d'après le schéma synoptique suivant :

Pour connaître à chaque instant la valeur absolue d'une quelconque des composantes, il est nécessaire de faire périodiquement des mesures absolues. On détermine une ligne de référence; connaissant les variations, il est alors facile de savoir la valeur absolue à chaque instant.

Pour ces mesures, on dispose de quatre instruments :

• pour la composante F un magnétomètre à protons
• pour la composante verticale une BM2
• l'horizontale un QHM
• et un déclinomètre pour la déclinaison.

Applications :

Différentes mesures faites à la surface du globe permettent de déterminer des anomalies magnétiques. Celles-ci nous renseignent sur les propriétés magnétiques des matériaux constituant les couches intérieures. C'est pourquoi la méthode magnétique de prospection s'applique particulièrement bien à la recherche de la magnétite (minerai de fer). Elle peut aussi être utilisée pour la recherche pétrolière. Le magnétisme a d'autre part apporté un important concours à la navigation, et peut-être viendra-t-il au secours de la biologie, en élucidant l'important problème des migrations des oiseaux ?

Jacques Schmitt, l'électronicien du labo magnétisme terrestre