Il y a environ quatre milliards d'années, la jeune Terre était presque finie, passant d'une masse fondue infernale à une boule de roche à la surface solide. Or, les grains de zircon conservés depuis cette époque montrent que notre planète naissante était déjà protégée par un blindage magnétique. La découverte indique que le champ magnétique terrestre a presque un milliard d'années de plus qu'on ne le soupçonnait auparavant, ce qui permet non seulement de mieux comprendre l'évolution passée de la planète, mais peut également contribuer à éclairer son avenir.
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La théorie qui prévaut est que le champ magnétique terrestre est généré par le fer en fusion circulant dans le noyau externe de la planète. Le champ change avec le temps; les pôles nord et sud errent et tout le champ peut parfois basculer, le nord devenant sud et inversement. Le champ magnétique terrestre est en train de s'affaiblir, ce qui, selon les scientifiques, pourrait indiquer qu'une bascule pourrait se produire dans les deux mille prochaines années. La dernière fois qu'un tel événement s'est produit il y a 800 000 ans, et les scientifiques s'efforcent encore de comprendre le processus, qui peut durer jusqu'à 15 000 ans. Les dernières preuves, publiées plus tôt cette semaine dans Nature Communications, indiquent que le retournement peut commencer sous l’Afrique australe, mais il reste encore beaucoup de mystères.
Peu importe où se trouvent les pôles, le champ magnétique est crucial car il protège la planète du vent solaire - un flux constant de particules chargées venant du soleil. Sans ce bouclier planétaire, le vent solaire éroderait l'atmosphère et la vie sur Terre serait très différente, si elle existait déjà. Comprendre l'histoire et le fonctionnement de notre champ magnétique peut donc fournir des indices sur les chances de vie sur d'autres mondes.
Des roches sud-africaines avaient précédemment indiqué que notre champ magnétique avait au moins 3, 2 milliards d'années, mais l'âge réel de ce champ n'est pas encore connu. Déterminer à quel moment le champ est allumé est une tâche difficile - seules les roches qui sont restées intactes depuis leur formation détiennent un enregistrement du champ magnétique ancien, et c'est une découverte difficile sur une planète qui se recycle constamment à travers la tectonique des plaques.
Heureusement, John Tarduno de l'Université de Rochester et ses collègues ont trouvé de telles roches dans les collines de Jack Hills, en Australie occidentale. Les minuscules échantillons de zircon contenaient de la magnétite - oxyde de fer magnétique - enregistrant le champ magnétique existant lors de la formation des roches. L’âge des grains varie de 3, 3 à 4, 2 milliards d’années, période pendant laquelle le champ magnétique de la planète était entre 1, 0 et 0, 12 fois plus puissant qu’aujourd’hui, rapporte l’équipe cette semaine dans Science .
Un échantillon de cristaux de magnétite, beaucoup plus gros mais chimiquement similaire à ceux trouvés dans l'ancien zircon. (Walter Geiersperger / Corbis) Selon l'équipe, la force du terrain plaide en faveur d'une dynamo fondamentale même à ce stade naissant de l'histoire de la planète. Cela confirme à son tour les allusions précédentes que la tectonique des plaques était déjà en mouvement à l'époque, car il fallait agir pour libérer la chaleur accumulée à l'intérieur de la planète.
"Il n'y a pas eu de consensus parmi les scientifiques sur le début de la tectonique des plaques", note Tarduno dans un communiqué. "Nos mesures, cependant, corroborent certaines mesures géochimiques antérieures sur des zircons anciens qui suggèrent un âge de 4, 4 milliards d'années."
La Terre n'est pas la seule planète rocheuse du système solaire à posséder un champ magnétique. La sonde spatiale MESSENGER a récemment montré que le faible champ magnétique de Mercury remontait à au moins 3, 9 milliards d'années. Le fait que la Terre et Mercure aient des champs aussi anciens implique que les planètes devraient avoir un début plus chaud qu'on ne le pensait auparavant, déclare Julien Aubert de l'Institut de physique du globe de Paris dans un commentaire qui accompagne la découverte d'aujourd'hui, également dans Science .
«Ce début ne peut cependant pas être extrêmement chaud, car la croûte aurait dû être suffisamment solide et froide au moment de l'acquisition des aimantations restantes», a-t-il écrit, évoquant à la fois la récente découverte australienne et la découverte de MESSENGER. Mars et la Lune ont aussi des aimantations restantes d'âges similaires, mais ces corps ont depuis longtemps perdu leurs champs magnétiques globaux. Pour Mars, il est probable que la perte de son champ magnétique ait permis au vent solaire de dépouiller son atmosphère, de l'amincir et de modifier sa composition chimique. Des engins spatiaux actuellement en orbite autour de la planète rouge cherchent à savoir si ce changement est lié à la fin d'une période chaude et humide sur Mars qui, selon certains scientifiques, aurait pu soutenir la vie primitive il y a des millions d'années.
Entre-temps, les nouvelles découvertes effectuées sur Terre pourraient contribuer à l’élaboration d’une théorie unifiée des champs magnétiques planétaires, ce qui expliquerait leur naissance et leur mort et indiquerait peut-être l’avenir du blindage magnétique - et peut-être de la vie - dans notre monde natal.
