slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Géomagnétisme PowerPoint Presentation
Download Presentation
Géomagnétisme

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 25

Géomagnétisme - PowerPoint PPT Presentation


  • 87 Views
  • Uploaded on

Géomagnétisme. Géophysique : Magnétisme environnemental. Géomagnétisme. Étude de ses variations temporelles pour en préciser les parts externes et internes. Physique du globe. Reconstitution des mouvements passés des plaques lithosphériques. Géodynamique.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Géomagnétisme' - kalyca


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Géomagnétisme

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide2

Étude de ses variations temporelles pour en préciser les parts externes et internes

Physique du globe

Reconstitution des mouvements passés des plaques lithosphériques

Géodynamique

Prospection et étude des anomalies magnétiques (profondes ou en surface)

Géophysique appliquée

1 : Qu’est-ce que le géomagnétisme ?

Le géomagnétisme a pour objet l’étude du champ magnétique terrestre

Il existe 3 objectifs principaux :

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide3

2 : Paramètres et unités

H est le champ de force magnétique

On définit la densité de flux magnétique, appelée induction magnétique B :

Avec µ : perméabilité absolue du milieu

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide4

H est un vecteur dont le module s’exprime en A.m-1 (ampère par mètre)

1 A.m-1 est le champ magnétique produit au centre d’une spire circulaire de 1 m de rayon parcourue par un courant de 1 A

B (souvent considéré abusivement comme le champ magnétique) s’exprime en T (tesla)

T est une unité très grande ; dans la réalité, on utilise plutôt le nT (nanotesla) : 1nT = 10-9 T

µ a pour unité le .s.m-1 (ohm-seconde par mètre)

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide5

La perméabilité du vide est notée µ0

Dans le vide, un champ H crée une densité de flux B0 :

Dans la pratique, on considère la perméabilité de l’air et de la plupart des roches égale à µ0, avec µ0 = 4.10-7 .s.m-1

La perméabilité relative d’un milieu est notée µr :

µr est le rapport des 2 perméabilités ; c’est un nombre adimensionnel

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide6

On peut dire que :

 est la susceptibilité magnétique du milieu, qui est adimensionnelle

Avec :

Dans le vide, µr = 1 et  = 0

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide7

Pour avoir une densité de flux µH dans le milieu, il faut ajouter à µ0H un champ additionnel H

Ce champ, exprimé en A.m-1, est appelé l’intensité de magnétisation M induite par H :

En écriture vectorielle, on note :

Donc, dans un repère Oxyz :

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide8

Si un corps de volume v est uniformément aimanté avec l’intensité M, on peut en déduire le moment magnétique m, exprimé en A.m² :

On peut en déduire que :

Une intensité de magnétisation peut exister dans certains corps ; elle est alors appelée magnétisation permanente ou rémanente

Si un corps est soumis à un champ externe H, il acquerra en plus une intensité induite de magnétisation

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide9

3 : Le champ magnétique terrestre

Schématiquement, le champ magnétique terrestre ressemble à celui d’un énorme aimant

Il est explicable à plus de 90% par un dipôle au centre de la Terre

m  8.1022 A.m²

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide10

a : Caractéristiques du champ magnétique terrestre

La direction du champ varie avec la localisation :

Vertical aux pôles

Horizontal à l’équateur

Le champ varie également dans le temps :

Origine externe (vent solaires)

Variations en intensité et en direction

Quelques dizaines de nT en période calme

Quelques centaines de nT en période agitée (tempêtes magnétiques)

Nécessité d’appliquer une correction diurne

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide11

Le champ magnétique terrestre peut être défini par 3 composantes en tout point donné :

Intensité F

Inclinaison I

Déclinaison D

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide12

b : Inclinaison magnétique

L’inclinaison a une influence sur la forme des anomalies magnétiques générées :

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide13

-

+

m

4 : Notions de dipôle

Ce concept est fondamental pour comprendre le comportement magnétique de la matière

Un dipôle magnétique est la combinaison de 2 charges magnétiques de signe opposé (ou pôles), séparée par une courte distance

Entre ces 2 pôles se trouve un champ électrique proportionnel à la charge de ces pôles

Un aimant est un dipôle magnétique

Les dipôles ont un moment magnétique m représenté par un vecteur orienté du + vers le -

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide14

5 : Schématisation du champ magnétique terrestre

En première approximation, le champ magnétique terrestre est généré par un dipôle situé au centre de la Terre

Ce dipôle "fictif" est placé suivant une droite faisant un axe de 11,5° avec l’axe de rotation

Une telle structure schématique du champ magnétique terrestre est appelé champ de Gauss

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide15

Le champ réel est irrégulier et les pôles magnétiques vrais ne coïncident pas avec les pôles géomagnétiques et ne sont pas diamétralement opposés

La ligne où l’inclinaison I = 0 n’est jamais à plus de 15° de l’équateur

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide16

La mise en plan des endroits d’égales inclinaison, déclinaison ou intensité magnétique donne des cartes isomagnétiques

Intensité horizontale

Intensité verticale

En France, l’intensité du champ terrestre est de l’ordre de 45000 nT

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide17

6 : Origine du champ magnétique principal

Théoriquement, le champ magnétique terrestre peut être causé par une source interne ou externe ; ce magnétisme peut être rémanent ou engendré par un flux de courant

Des analyses mathématiques ont montré qu’au moins 99% du champ observé en surface est causé par des sources internes

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide18

Théorie périmée car s’appuyant sur une fausse valeur de H du Soleil

Abandonnée car la magnétisation engendrée et le gradient du potentiel observé sont trop faibles par rapport à la théorie

a : Hypothèses avancées

Blackett (1947) : par observation des moments magnétiques de la Terre, du Soleil et d’une étoile, il en a conclu que c’est une propriété fondamentale des corps en rotation

Cagniard (1961) : l’équivalent d’un dipôle est créé par la présence de très fortes charges électriques entraînées par la rotation terrestre

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide19

Demande une intensité de magnétisation trop forte par rapport aux observations des roches de surface

Les hautes températures qui existent à l’intérieur de la Terre (> 2000°C) dépassent largement la température de Curie de la plupart des matériaux (Fe : 750°C ; Ni : 360°C ; magnétite : 575°C) ; ces matériaux possèdent alors une aimantation très faible incompatible avec des aimants permanents

Théorie de la Terre uniformément magnétisée

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide20

Théorie actuelle : la géodynamo

Le champ magnétique terrestre est créé et entretenu par un processus d’induction ; des courants électriques intenses circulent dans le noyau extérieur (1300 < r < 3500 km) qui possède une conductibilité électrique très forte

Le modèle utilisé est dit auto-excité : un fluide de grande conductivité bouge dans un mouvement complexe et des courants électriques sont causés par des variations chimiques qui produisent un champ magnétique

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide21

b : Variations internes séculaires

De longues séries d’observations montrent que le champ magnétique terrestre est loin d’être constant

Ces données ont l’air cycliques, mais d’autres observations ailleurs sur le globe ne confirment pas ces conclusions ; ces variations ont un caractère régional

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide22

7 : Champ magnétique externe

La majeure partie du 1% du champ magnétique provenant de l’extérieur de la Terre apparaît être associée aux courants électriques dans les couches ionisées de la haute atmosphère

Les variations, tant temporelles que spatiales, de ce champ d’origine externe sont beaucoup plus rapides que celles du champ dit "permanent"

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide23

L’ionisation augmente le jour et diminue la nuit ; la variation diurne suit le rythme solaire

L’amplitude de la variation est influencée par le cycle d’activité solaire (taches solaires) qui passe par un maximum tous les 11 ans

a : Variation diurne régulière

Le phénomène d’ionisation est dû essentiellement au rayonnement lumineux

  • L’ionosphère se déplace par rapport au globe solide :
  • Circulation atmosphérique qui rétablit l’équilibre entre hémisphères "nuit" et "jour"
  • "Marée" atmosphérique

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide24

b : Tempêtes magnétiques

Ce sont des perturbations magnétiques dont les amplitudes peuvent atteindre 2000 nT

Elles se retrouvent à toutes les latitudes, mais sont plus importantes dans les régions polaires, où elles sont à l’origine des aurores boréales (hémisphère nord) ou australes (hémisphère sud)

Elles sont dues à l’émission de particules électriques par le Soleil

Ces tempêtes peuvent durer plusieurs jours, entraînant des perturbations magnétiques qui troublent les communications radios à grande échelle

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme

slide25

8 : Magnétosphère

La magnétosphère est une région dans laquelle le mouvement des particules est dicté par le champ magnétique terrestre

La forme de la magnétosphère est définie par l’interaction des particules du vent solaire avec le champ magnétique terrestre

Face au Soleil, elle s’étend en moyenne jusqu’à 60000 km

Du côté opposé, elle s’étire en une queue qui s’étend sur plusieurs millions de km

Géophysique : Magnétisme environnemental

Géomagnétisme