1.3 Le magnétisme terrestre (suite)

Francis Drake, le corsaire de l'époque élisabéthaine, fut le premier homme à faire le tour du monde à la voile, en passant par le cap Horn, les Indes orientales et le cap de Bonne-Espérance, et à raconter son exploit à son retour. Comme le montre cette copie duGolden Hind, son vaisseaux de 100 tonneaux et 60 m de long était minuscule, comparé aux navires modernes, mais son commandant, équipé des instruments de navigation les plus sophistiqués à l'époque, avait une telle soif d'aventure et de butin qu'elle lui donna des ailes et lui permit de rentrer à bon port en 1580, après un périple de trois ans.

Le coeur de la Terre mesure approximativement 3 600 km de diamètre et est constitué par le noyau central solide et une couche externe dont on pense qu'elle st de nature fluide. L'élément ferreux de ce noyau métallique rst un bon conducteur de l'électricité. Or, on constate que les courants électriques qui traversent les conducteurs donnent naissance à des champs magnétiques, tandis que les conducteurs se déplaçant dans un champs magnétique sont le siège de courants induits. Cette remarquable symétrie de l'interaction entre courant, mouvement et magnétisme fournit une hypothèse expliquant comme le coeur de la Terre pourrait créer le champs magnétique terrestre. C'est la théorie de la dynamo autoexcitée. Si le fer liquide, conducteur,  du coeur de la Terre circule constamment sous l'effet de la chaleur et rencontre le moindre champ magnétique, un courant apparaîtra dans le métal en mouvement. Ce courant créera à son tour un champ magnétique qui produira encore plus de courant. Un tel système représente une réaction auto-entretenue ("feedback"); et si la circulation du métal est continuellement maintenue par la convection de la chaleur, il est possible de concevoir la production perpétuelle d'un champ magnétique. Il suffit pour amorcer le processus d'une sorte de magnétisation initiale. Comme le nickel et le fer du coeur de la Terre peuvent être facilement magnétisés, il n'est pas difficile d'imaginer l'existence d'un magnétisme fondamental dans le noyau solide qui aurait été à l'origine d'un tel processus dans la couche fluide toujours en mouvement.

Dans l'histoire de l'humanité, l'utilisation la plus importante du magnétisme a été, sans conteste, l'emploi de la boussole pour la navigation en haute mer. Une aiguille magnétisée capable de tourner librement s'aligne sur le champ magnétique terrestre et, indique donc, dans l'hémisphère Nord, la direction du pôle magnétique nord.

La capacité de s'orienter sur terre comme sur mer, lorsque ni le Soleil ni les étoiles ne sont visibles, offre des possibilités immenses qui ont été utilisées par tousles grands voyageurs du passé. Les anciens Grecs connaissaient les étranges propriétés de la magnétite, mineral de fer naturel, mais ce sont probablement les Chinois qui, dès le Ier siècle avant notre ère, utilisèrent cette pierre pour fabriquer la première boussole.

Toutefois, la boussole n'est guère plus précise que les lignes de force magnétiques qui la dirigent. Ces dernières ne sont malheureusement pas les mêmes partout. L'un des problèmes est celui causé par l'écart en un point quelconque de la surface du globe entre le nord magnétique et le nord géographique. Cette déclinaison varie de manière assez complexe, et la lecture de la boussole ne peut donner d'indications précises que lorsqu'on connaît parfaitement les rapports entre le nord géographique et le nord magnétique.

En Grande-Bretagne, par exemple, le nord de la boussole est situé dix degrés à l'ouest du nord géographique alors qu'au milieu de la Méditérranée l'écart de déclinaison est voisin de zéro. Plus on se rapproche des pôles magnétiques, plus les erreurs de l'angle de déclinaison, les déviations de l'aiguille de la boussole, à l'est ou à l'ouest du nord géographique, sont importantes. Cet écart a toujours été un des grands problèmes rencontrés par les explorateurs polaires.

Non seulement la déclanaison varie avec la situation géographique, mais encore les pôles magnétiques se déplacent avec le temps, et l'intensité du champ varie elle aussi. Ces variations compliquées impliquent la remise à jour régulière des cartes marines en ce qui concerne le nord magnétique, afin d'éviter le cumul des erreurs de navigation.

Ces aspects pratiques du magnétisme terrestre mettent en relief un vérité profonde du phénomène lui-même. Il ne s'agit en aucune façon de la grille fice que la lecture des atlas laisse supposer. Le magnétisme terrestre est plutôt une notion dynamique, aussi constante, aussi changeante que le climat, les paysages ou la position des continents qui dérivent. Ainsi, considérée sur de longues durées, une grande variation magnétique a été mise en évidence, qui a d'abord servi de preuve à la dérive des continents elle-même : c'est le paléomagnétisme, le magnétisme qui subsiste dans les roches les plus anciennes.

Quand les roches fondues se solidifient pour la première fois, de minuscules particules magnétiques s'alignent sur le champs magnétique existant alors, indiquant la direction du pôle magnétique nord ou sud. L'étude des roches qui se sont solidifiées au cours des dernières cinquante millions d'années montre qu'à des intervalles de temps irréguliers, de l'ordre de quelques centaines de milliers d'années, la polarité du champ magnétique terrestre s'est inversée de manière inexplicable, le pôle magnétique nord devenant le pôle magnétique sud, et vice versa. Rien n'illustre mieux le dynamisme du mystérieux magnétisme de la Terre que ces curieux changements.