Découvrir le rythme magnétique des mondes terrestres
Le champ magnétique global de ta Terre, bouclier fondamental contre le vent solaire, intrigue les scientifiques depuis des décennies. Ce champ est généré intérieurement par un mécanisme de dynamo alimenté par des mouvements de convection dans le noyau externe métallique liquide de notre planète et s’étend vers l’extérieur pour interagir avec le vent solaire. Ce champ magnétique interne subit à la fois des dérives temporelles et des changements soudains, appelés respectivement variation séculaire et secousses. En outre, la croûte terrestre contribue au champ interne, car les roches sont magnétisées en présence d’un champ magnétique global. La partie externe du champ magnétique global est façonnée par les courants ionosphériques et magnétosphériques, qui résultent des interactions entre le plasma et les particules ionisées, d’une part, et le champ magnétique interne de la Terre et le vent solaire, d’autre part. Il est intéressant de noter que, parmi les planètes terrestres proches, seule Mercure possède un champ magnétique actif dans son noyau. Vénus en est dépourvue, tandis que les champs crustaux de Mars et de la Lune suggèrent des dynamos aujourd’hui éteintes. Ces champs donnent un aperçu des caractéristiques du champ du noyau ancien (morphologie, intensité et variation temporelle).
Recherche pionnière sur les champs magnétiques de la croûte planétaire
Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SIGMA a permis de réaliser des avancées significatives dans la compréhension de la nature de ces champs magnétiques crustaux planétaires. En utilisant les données du champ magnétique fournies par des engins spatiaux, les chercheurs ont développé des méthodes permettant d’identifier l’emplacement et la géométrie des sources magnétiques régionales sur la Lune. Ce travail révolutionnaire permet, pour la première fois, d’étudier plus en détail les anomalies magnétiques à la surface des planètes, en reliant leurs origines aux histoires dynamo et géologiques. «En reproduisant les champs magnétiques crustaux de la Lune, nous sommes maintenant plus près de déduire les conditions dans lesquelles ces anomalies magnétiques se sont formées, éclairant ainsi l’évolution temporelle de la dynamo lunaire», fait remarquer Joana S. Oliveira, boursière de Marie-Curie. Outre les données fournies par les engins spatiaux, des relevés magnétiques à basse altitude sur des analogues terrestres des structures volcaniques des planètes du système solaire ont été utilisés pour reproduire les mesures à basse altitude dans le contexte de l’exploration planétaire. En mesurant le champ magnétique des équivalents terrestres des caractéristiques géologiques lunaires et martiennes, telles que les tubes de lave, les coulées de lave et les volcans, SIGMA a permis d’approfondir la compréhension de la relation entre les porteurs magnétiques des roches et les signaux des champs magnétiques. L’importance d’inclure de nouveaux instruments de mesure des propriétés magnétiques des roches dans les futures missions d’exploration (par exemple un susceptomètre magnétique) a également été soulignée. Parallèlement, des recherches préliminaires sont menées sur la surface potentiellement magnétisée de Mercure, dans le but d’enrichir les résultats scientifiques de la mission d’exploration BepiColombo menée par l’Agence spatiale européenne et le programme spatial japonais (ESA/JAXA).
Façonner l’avenir de l’exploration magnétique planétaire
SIGMA a ouvert de nouvelles voies pour l’exploration des structures géologiques de la croûte terrestre et de leur passé. «Nos nouvelles techniques démontrent que les données relatives au champ magnétique peuvent être utilisées non seulement pour caractériser le champ magnétique actuel d’une planète, mais aussi pour déduire son état passé dans les moindres détails», déclare Marina Díaz Michelena, coordinatrice du projet. De plus, ces données permettent désormais de localiser les sources de matériaux magnétisés et de faire la lumière sur leur géométrie et leur origine. Les résultats du projet influenceront l’avenir de l’exploration des champs magnétiques planétaires et renforceront la compétitivité de l’Europe dans ce domaine. Ces techniques avancées s’appliquent à plusieurs échelles spatiales, des mesures au sol aux mesures spatiales, et à tout corps planétaire ayant un jour possédé un champ magnétique interne. «L’étude du champ magnétique terrestre et de ses équivalents sur d’autres planètes nous rapproche de la réponse à des questions pressantes concernant le passé et l’avenir de notre planète. Allons-nous perdre notre bouclier magnétique? L’avenir nous le dira, mais la quête de connaissances se poursuit», conclut l’équipe de SIGMA.
Mots‑clés
SIGMA, champ magnétique, Terre, Lune, vent solaire, dynamo, champs magnétiques crustaux, Mars