Percer les mystères des champs magnétiques
Notre planète est entourée d’un champ magnétique, à savoir un champ qui nous protège des rayonnements nocifs et qui joue probablement un rôle essentiel dans le développement de la vie. Pourtant, malgré le rôle crucial du magnétisme, nous en savons encore très peu sur la façon dont il est généré et entretenu. Le projet UEMHP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entend y remédier. À l’aide de simulations informatiques de pointe, le projet espérait apporter un nouvel éclairage sur la manière dont le mécanisme de dynamo à l’intérieur des noyaux planétaires génère le champ magnétique. «Ce faisant, nous voulons non seulement déterminer comment le champ magnétique évolue dans le temps, mais aussi être en mesure de prédire ce que l’avenir nous réserve», explique Andrew Jackson(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheur à l’ETH Zurich(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le projet a été soutenu par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Atténuer les effets de la viscosité
Pour atteindre son objectif, le projet a cherché à corriger une faille critique dans les simulations informatiques actuelles. «Les simulations actuelles surestiment considérablement l’impact de la viscosité sur le mécanisme de dynamo», explique Andrew Jackson. En géophysique, la viscosité est ce qui rend le noyau de la Terre extrêmement liquide, tandis que le mécanisme de dynamo est ce qui génère et maintient le champ magnétique. Pour que la physique corresponde à la Terre réelle, le projet a créé deux calculs par supercalculateur, l’un minimisant les effets de la viscosité et l’autre l’omettant totalement. «Cette dernière approche n’a jamais été mise en œuvre avec succès et constitue un défi majeur pour la géophysique depuis 1963», ajoute Andrew Jackson. «Nous avons créé les premiers modèles prototypes qui démontrent la valeur de cette approche.»
Le magnétisme dans le passé, le présent et l’avenir
Grâce à ces calculs, les chercheurs ont pu résumer la génération du magnétisme dans la Terre primitive. Pendant cette période, le noyau interne a été cristallisé, et le champ magnétique a été entièrement généré par le refroidissement de la planète. «En démontrant le régime correct de la physique des fluides, cette simulation ouvre la voie à la reproduction des inversions magnétiques, un processus qui s’est produit plusieurs milliers de fois sur Terre, mais qui n’a pas encore été correctement calculé», note Andrew Jackson. En outre, les chercheurs espèrent recourir à ces calculs pour en savoir plus sur l’ampleur des champs magnétiques et sur la manière dont la Terre dissipe l’énergie. Ils ont également l’intention d’utiliser leurs travaux pour étudier le soleil et des planètes telles que Jupiter et Saturne. «Nos travaux ont redéfini la façon dont nous comprenons l’histoire, les processus et l’avenir du magnétisme terrestre», conclut Andrew Jackson. Le travail de collaboration d’Andrew Jackson fait l’objet d’un article qui sera publié dans la revue en ligne «Nature» dans le courant de l’année.
