| Les scientifiques ne sont pas encore sûrs de ce qui donne cette
chaleur au noyau de la Terre. Cela pourrait provenir du fer qui deviendrait
solide et joingnant le noyau interne, ou peut-être cette chaleur
est-elle générée par la radioactivité, comme
la chaleur de la croûte terrestre. Les flux sont très
lents, et l'énergie concernée n'est qu'une partie de l'énergie
de la chaleur totale contenue dans le noyau.
Le métal en fusion est, pense-t'on, en circulation. En
se déplaçant dans le champ magnétique pré-existant,
ce métal crée un système de courants électriques,
dispersé au travers du noyau, un peu à la manière
de ce qui se passe dans le disque de la dynamo de Faraday.
Ces courants créent à leur tour un champ magnétique
résultant (une distribution des forces magnétiques) et
le but principal du problème de la dynamo auto-entretenue est de
trouver des solutions de manière à ce que le champ magnétique
résultant
soit
aussi le champ pré-existant nécessaire pour générer
le courant de départ.
En fait, il s'agit du niveau le plus élementaire du problème
dans lequel on est libre d'imposer les mouvements. Pour résoudre
le problème complètement, on a besoin aussi d'informations
sur les sources de chaleur et ces sources doivent être à même
d'induire des mouvements qui résolvent également le problème
de la dynamo auto-entretenue.
De tels problèmes sont ardus. Ils impliquent des questions de
mathématiques compliquées, qui ne sont pas à ce jour
toutes résolues complètement . A ne pas douter, nous
ne faisons qu'effleurer ici les idées principales liées à
leurs solutions.
Le magnétisme solaire
Une limitation relative à l'échec de la théorie
de Blackett est que tout circuit électrique tournant comme un
corps solide ne produit pas de "courants dynamo." Même si une
partie du circuit suit l'axe de rotation et donc peut être considéré
comme ne tournant pas, la rotation solide ne créera aucun
courant. Une caractéristique essentielle de la dynamo à disque
de Faraday est qu'une partie de son circuit se situe à l'extérieur
du disque, et ne subit pas la rotation de celui-ci.
La rotation du soleil autour de son axe ne contribue donc pas à
son magnétisme. Ce qui est important c'est que le soleil ne tourne
pas comme un ballon solide: son équateur a une période
de rotation plus courte qu'aux latitutes plus élevées--
plus ou moins 25 jours pour l'équateur, 27 jours pour 40 degrés
de latitude (la Terre entretemps se déplace autour du soleil,
donc d'ici cela nous parait représenter 27 et 29 jours). Si la Terre
tournait ainsi, la Floride se détacherait bientôt du continent
américain vers l'océan atlantique. Un mouvement si
inattendu, déformant la surface, peut initier une dynamo,
et dans le cas du soleil, on pense en effet que ce phénomène
est à la base du magnétisme des taches solaires. .
La théorie de la dynamo
Avant que les mathématiciens ne se confrontent à
un problème complexe, ils essayent les solutions simples. En 1931,
un anglais Thomas G. Cowling prouva que toute dynamo auto-entretenue dans
le noyau terrestre ne peut avoir aucun axe de symétrie .
Walter Elsasser, de l' Université de l' Utah (plus tard à
Johns Hopkins) "lança" une attaque frontale en vue de résoudre
le problème complet à 3 dimensions. Il n'arriva à
rien: les équations se compliquèrent au plus on entrait
dans les détails. D'autres chercheurs essayèrent.
Ce n'est qu'en 1964 qu'un russe Stanislaw Braginsky publia les premières
solutions valables, en considérant que le champ était presque
axialement
symétrique et en calculant les petites déviations de symétrie. .
La solution au problème complet, y compris le flux de
chaleur, est plus compliquée à trouver. Non seulement
nous doutons de la source de chaleur, mais d'autre part tout mouvement
causé par cette source modifie la rotation de la Terre. Cette
modification est un facteur principal des grands mouvements de l'atmosphère,
cause des ouragans et des tempêtes et de leurs comportements bien
typiques. Eugene Parker, en 1955, proposa un mécanisme
par lequel un tel tourbillon, dans les flux montants de l'atmosphère
solaire, pouvait créer des champs dynamo.
Comme illustré ci-dessus, la direction des tourbillons eux-mêmes
des tempêtes dans l'atmosphère va toujours dans le sens
inverse des aiguilles d'une montre au nord de l'équateur et
dans le sens des aiguilles d'une montre au sud de celui-ci.
Une telle asymétrie est également valable pour la Terre,
dans les flux venant du noyau. Steenbeck et ses collègues allemands
montrèrent en 1966 que, grâce à cette direction des
tourbillons, des modèles de convection désordonnés
peuvent en effet produire un "champ dynamo" moyen. Cette expérience
fut baptisée "l'effet alpha" parce qu'il impliquait une quantité
mathématique prénomée a
(alpha)--cependant les détails sont trop compliqués pour
être expliqués sur ce site.
Pour simuler une dynamo sur ordinateur, voir le site web de Gary
Glatzmeier et Paul Roberts, ici
Prochain arrêt: Les
renversements magnétiques et les continents en mouvement
"La Terre, le grand aimant" Page d'accueil (index)
|
