Le champ magnétique global de la Terre est généré dans son noyau métallique, situé à près de 3 000 kilomètres sous la surface de la planète. Ce champ existe sur Terre depuis au moins 3,5 milliards d’années et offre des indices sur la façon dont d’autres planètes, étoiles et corps célestes ont pu se former.
Alors que les scientifiques affinent leur compréhension du fonctionnement de ce champ dans leur sonde continue de l’histoire planétaire, une idée qu’ils utilisent pour expliquer ce processus est la théorie de la dynamo – l’idée qu’une grande dynamo, ou générateur de champ magnétique, existe dans le noyau externe de la Terre, où le fer liquide se déplace constamment à mesure que la planète se refroidit. Ce mouvement continu crée des courants électriques lorsque les électrons se déplacent dans le liquide. Grâce à ce processus, l’énergie du liquide en mouvement est convertie en un champ magnétique qui peut être maintenu pendant des milliards d’années.
Savoir que les corps planétaires comme la Terre, la Lune, Mars et même les astéroïdes ont, ou ont eu, un champ magnétique est crucial pour comprendre leur histoire et leur structure interne. En effet, la présence d’un champ magnétique à l’intérieur d’un corps révèle qu’il a probablement aussi formé un noyau métallique qui a généré ce champ, selon Benjamin Weiss, professeur associé au département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes. Un tel champ est l’un des rares moyens de détecter à distance un noyau métallique enfoui si profondément sous la surface d’un corps.
Si un fragment ou une roche d’un corps planétaire est magnétisé, cela suggère que le corps a connu une fusion à grande échelle au cours de laquelle des matériaux plus lourds ont coulé vers l’intérieur pour former un noyau métallique et des matériaux plus légers ont flotté vers la surface pour créer une croûte rocheuse. Ce processus donne à une planète son histoire. « Sinon, ce serait un tas de poussière spatiale », a déclaré Weiss.
Déterminer si une planète a généré un champ magnétique dans le passé est non seulement important pour déduire la présence d’un noyau, mais peut également être important pour en savoir plus sur l’origine du corps planétaire et même sur l’histoire du changement climatique de ce corps.
Par exemple, bien que Mars n’ait pas de champ magnétique généré par une dynamo de noyau aujourd’hui, Weiss et ses collègues ont identifié une magnétisation dans les roches martiennes, ce qui indique que Mars avait un fort champ global il y a des milliards d’années. Il semble que la disparition de cette dynamo primitive ait à peu près coïncidé avec la perte de l’atmosphère épaisse primitive de Mars et la transition d’un climat chaud et humide primitif aux conditions froides et inhospitalières actuelles de la planète.
Mais la compréhension de la théorie de la dynamo par les scientifiques a été compliquée par les découvertes récentes de roches magnétisées provenant de la lune et d’anciennes météorites, ainsi que d’un champ de dynamo actif sur Mercure – des endroits dont on pensait qu’ils s’étaient peut-être refroidis trop rapidement ou étaient trop petits pour générer un champ magnétique autonome. On avait pensé que les corps plus petits ne pouvaient pas avoir de dynamos parce qu’ils se refroidissent plus rapidement et sont donc plus susceptibles d’avoir des noyaux métalliques qui ne restent pas sous forme liquide très longtemps.