Le champ de force invisible protégeant la Terre - Documentaire spatial
Même si vous ne le remarquerez peut-être jamais, le champ magnétique terrestre joue un rôle important dans notre vie quotidienne. Il nous protège des tempêtes solaires constituées de particules chargées, qui peuvent être nocives pour la technologie moderne, et nos téléphones utilisent des modèles informatiques du champ magnétique pour la navigation. Le champ magnétique terrestre protège également notre atmosphère
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00:00 Le système solaire est un lieu hostile où la Terre est soumise à un rayonnement cosmique intense.
00:07 L'unique protection qui permet à la vie de prospérer sur notre planète est la magnétosphère,
00:12 un champ de force invisible qui agit comme un bouclier.
00:15 Mais de nouveaux indices révèlent que cette enveloppe vitale se fragilise.
00:19 Une région située au-dessus de l'Atlantique Sud est d'ores et déjà soumise à de dangereux niveaux de rayonnement cosmique.
00:26 La Terre est-elle en train de perdre son bouclier magnétique ?
00:29 La question n'est pas de savoir si le champ magnétique terrestre va disparaître, mais plutôt quand.
00:33 Et qu'adviendra-t-il de la vie si cela devait se produire ?
00:54 La magnétosphère terrestre se déploie comme un vaste parapluie et nous protège du rayonnement cosmique qui baigne notre système solaire.
01:01 Une exposition directe à ce rayonnement serait mortelle.
01:07 Le champ magnétique terrestre forme une grande bulle autour de la Terre, la magnétosphère,
01:13 qui nous protège contre les manifestations les plus violentes du Soleil.
01:22 La plupart des particules émises par le vent solaire sont chargées en énergie.
01:26 En cas de contact direct avec la surface du globe, elles constitueraient un danger pour l'espèce humaine.
01:32 Sans une protection adéquate, l'exposition aux particules d'énergie éjectées par le Soleil serait mortelle.
01:43 Sur Terre, la magnétosphère protège toutes les formes de vie
01:48 car les particules du rayonnement cosmique transpercent les tissus et endommagent les cellules.
01:53 En perdant de son intensité, le champ magnétique terrestre nous expose davantage aux effets néfastes du rayonnement cosmique.
02:02 À terme, il est probable que l'exposition accrue au rayonnement cosmique
02:10 entraîne une augmentation significative du taux de cancer parmi les populations du globe.
02:17 Les radiations endommagent les racines mêmes de la vie en altérant les cellules d'ADN.
02:21 La magnétosphère est un système de défense crucial, indispensable à la survie de notre espèce.
02:34 C'est pourquoi la science s'est lancée dans une course contre la montre
02:38 afin de comprendre pourquoi notre bouclier se fragilise.
02:43 Malgré la puissance des outils dont il dispose,
02:45 les scientifiques ne parviennent toujours pas à observer le champ magnétique terrestre.
02:49 Mario Hakuna, chercheur à la NASA, nous aide à comprendre la structure de base du champ magnétique.
02:58 Nous pouvons utiliser un simplement pour représenter le champ magnétique terrestre.
03:07 Nous allons le placer sous un morceau de carton et saupoudrer un peu de limaille de fer.
03:13 C'est une expérience que l'on fait souvent au lycée.
03:18 En présence de l'aimant, la limaille de fer forme des lignes selon un axe nord-sud.
03:24 Ce phénomène décrit globalement la géométrie du champ magnétique terrestre.
03:29 Ainsi, de la même manière que la limaille de fer se regroupe aux deux extrémités d'un aimant,
03:36 le champ magnétique de la Terre jaillit depuis le pôle sud magnétique
03:40 et encercle tout le globe avant de s'enfoncer sous la croûte terrestre au niveau du pôle nord magnétique.
03:46 Les scientifiques estiment que ce champ est généré dans les entrailles de la Terre,
03:56 à près de 5000 km sous nos pieds.
03:59 Cette source engendre un vaste cocon magnétique qui enveloppe la planète entière.
04:05 Ce bouclier nous abrite du vent solaire
04:08 et nous protège du flou continu de particules ionisées qui s'échappent du Soleil
04:14 à près d'un million six cent mille kilomètres par heure.
04:17 Le professeur Dan Lessrop de l'université du Maryland a étudié la puissance du vent solaire.
04:30 Le vent solaire vient percuter le bouclier du champ magnétique terrestre.
04:34 L'essentiel de ces particules contournent ce dispositif naturel en forme de tétard
04:40 et le rayonnement finit par se propager dans l'espace.
04:43 Mais une partie du vent solaire parvient à s'infiltrer à travers l'atmosphère au niveau des pôles.
04:48 Dans les régions polaires, là où le champ magnétique est le plus faible,
04:57 les aurores boréales et australes illuminent le ciel.
05:00 Elles sont le fruit de la rencontre entre les particules solaires et les gaz présents dans notre atmosphère.
05:05 Plus le vent solaire est puissant, plus les aurores sont marquées.
05:08 Aussi merveilleuse soit-elle, ces formations témoignent du combat féroce
05:18 que se livrent la magnétosphère et le rayonnement solaire.
05:21 S'il n'y avait pas de champ magnétique, la planète serait directement exposée au rayonnement cosmique.
05:26 Mais les scientifiques ont fait une découverte alarmante qui révèle que la Terre est bien exposée au rayonnement cosmique.
05:32 Dans cette région de l'océan Atlantique, au large des côtes brésiliennes,
05:36 le champ magnétique terrestre semble se détériorer rapidement.
05:39 Ce phénomène en pleine expansion qui concerne une zone d'environ 8000 km2,
05:45 est connu sous le nom d'anomalie de l'Atlantique Sud.
05:48 Jour après jour, le rayonnement cosmique se rapproche de la surface de la Terre.
05:52 Les scientifiques n'ont pas encore tout à fait identifié l'origine de cette anomalie,
05:56 mais ses conséquences sur la vie pourraient s'avérer catastrophiques.
05:59 Les chercheurs de la NASA examinent déjà son impact sur les outils technologiques.
06:03 L'effet combiné des particules d'énergie pour la recherche de la Terre
06:08 est un des plus grands défis de la recherche de la Terre.
06:11 L'effet combiné des particules d'énergie présentes dans la région de l'anomalie de l'Atlantique Sud
06:17 et de celle qui émane des tempêtes solaires
06:19 est responsable de nombreux spasms dans les systèmes de communication des vaisseaux spatiaux.
06:24 Les satellites qui survolent la zone de l'anomalie risquent de subir des dégâts irréversibles.
06:32 A bord du télescope spatial Hubble,
06:35 certains instruments vitaux doivent être mis hors tension lorsqu'ils passent à la verticale de cette région.
06:41 Tandis que le champ magnétique terrestre continue à se fragiliser au-dessus de l'Atlantique Sud,
06:45 les dégâts causés par le rayonnement cosmique risquent de s'étendre à d'autres domaines que celui de la technologie.
06:51 Selon le professeur Peter Olsen, les passagers des avions de ligne seront les premiers concernés.
06:56 Si vous voyagez à bord d'un vol long courrier,
07:00 vous risquez de traverser des régions où le champ magnétique est plus faible
07:03 et compte tenu de l'altitude à laquelle vous volez, l'avion sera soumis à un rayonnement plus intense.
07:10 Les interférences risquent de perturber les communications radio et de mettre en péril la vie des passagers.
07:15 Les scientifiques sont convaincus que l'anomalie de l'Atlantique Sud est le signe d'un déclin généralisé du champ magnétique.
07:23 Parmi les indices qui permettent d'appuyer cette thèse, certains ont une origine surprenante.
07:30 Mimi Hill, de l'Université de Liverpool, utilise la poterie ancienne pour découvrir les secrets du passé magnétique de la Terre.
07:38 Un objet de l'Antiquité nous renseigne sur les variations de la magnétosphère au fil des derniers millénaires.
07:43 La poterie nous apprend beaucoup de choses sur l'activité du champ magnétique terrestre à l'époque de l'Antiquité.
07:55 L'argile contient de minuscules particules de magnétite, un oxyde de fer aux propriétés magnétiques.
08:01 En temps normal, ces particules sont orientées de manière aléatoire.
08:05 Mais lorsque l'argile est portée à une température élevée, elle commence à s'agiter.
08:09 Les particules magnétiques s'alignent sur le champ magnétique de la Terre.
08:13 Lorsque l'argile se refroidit, leur position se verrouille.
08:16 Lorsque l'argile se refroidit et se solidifie, ces minéraux subissent à nouveau l'influence du champ magnétique terrestre.
08:23 Les particules de magnétite deviennent alors des indicateurs précis de l'intensité du champ au moment de la cuisson.
08:32 Nous allons prélever un morceau de poterie ancienne et le placer dans un appareil de mesure d'intensité.
08:38 Mimi Hill analyse la magnétite contenue dans l'échantillon.
08:46 Ces mesures permettent de calculer l'intensité exacte du champ magnétique terrestre à l'époque où l'objet a été cuit.
08:52 Nous le plaçons dans le micro-onde.
08:59 Elle compare les résultats à ceux obtenus à partir d'objets cuits au cours des 400 dernières années.
09:05 Nous savons que cet échantillon a été cuit entre 1640 et 1670.
09:17 L'analyse nous révèle qu'à cette époque, l'intensité du champ magnétique terrestre était supérieure de 10%.
09:24 Les résultats indiquent que notre protection magnétique se dégrade à une vitesse alarmante.
09:29 Et selon le professeur Jeremy Bloxham, elle pourrait disparaître dix fois plus vite que prévu.
09:37 Si nous disposions d'un interrupteur pour éteindre le champ magnétique terrestre, il mettrait environ 15 000 ans avant de disparaître.
09:46 Mais si l'on se bat sur le rythme de dégradation observé au cours de ces 150 dernières années, il devrait disparaître d'ici 1500 ans.
09:54 Le champ magnétique de la Terre se dégrade à un rythme effréné.
09:58 Il est donc impératif d'évaluer les conséquences que cela implique au niveau planétaire.
10:02 Mais que se passerait-il s'il venait à disparaître complètement ?
10:11 La réponse se trouve sur une autre planète du système solaire.
10:17 En 1996, la NASA lance la sonde Mars Global Surveyor.
10:21 Sa mission consiste à découvrir les secrets de la planète rouge.
10:25 De toutes les planètes de notre système solaire, Mars est celle qui ressemble le plus à la Terre.
10:31 La matière qui les compose est quasiment identique.
10:34 Toutes deux disposent d'une croûte solide, d'un noyau dense et d'une atmosphère dont la composition chimique est la même.
10:40 Les scientifiques sont également convaincus qu'il y a bien eu de l'eau sur Mars, il y a quelques milliards d'années.
10:46 Aujourd'hui, la planète n'est qu'un vaste désert gelé.
10:49 Afin de comprendre pourquoi, la sonde Mars Global Surveyor recueille des informations sur la planète rouge.
10:55 Le professeur Ben Weiss utilise ces données pour reconstituer le passé de Mars.
11:00 À la différence de la planète rouge, la planète est un peu plus large.
11:04 Le noyau de Mars est plus large que la planète rouge.
11:07 Mais si nous pouvions arpenter les anciens hauts plateaux du sud de la planète,
11:11 nous traverserions de nombreuses régions encore soumises à un champ magnétique, à l'activité complexe,
11:16 dont les lignes de force pointent, non pas vers le nord, mais dans toutes les directions.
11:21 La sonde de la NASA a découvert que certains endroits de la croûte de Mars ont eu des effets de l'eau.
11:28 La sonde de la NASA a découvert que certains endroits de la croûte de Mars ont une forte intensité magnétique.
11:36 L'analyse de la croûte confirme que Mars a certainement eu un champ magnétique dans le passé.
11:47 À notre stade de connaissance, c'est le seul moyen d'expliquer la présence de roches magnétiques.
11:53 Pourquoi Mars a-t-elle perdu son bouclier magnétique ?
11:57 Et quelles conséquences cela a-t-il eue au niveau de la planète ?
12:01 Pour le savoir, les scientifiques doivent analyser les roches martiennes.
12:04 Mais la sonde ne s'est pas arrêtée pour prélever des échantillons.
12:07 Cependant, Ben Weiss a réussi à se procurer un spécimen extrêmement rare, une météorite martienne.
12:13 Les roches dont nous disposons sont des météorites qui ont été éjectées du sol martien après l'impact d'un astéroïde ou d'une comète.
12:21 Ben Weiss emporte l'échantillon de météorite dans une chambre hermétique
12:26 et le place dans un dispositif d'interférométrie supraconducteur, ou microscope SQUID, pour l'analyser.
12:33 Le champ magnétique d'une roche étant extrêmement faible,
12:38 les mesures que nous prenons doivent être effectuées dans l'environnement magnétique le plus faible possible.
12:43 Cet appareil ultrasensible mesure l'intensité exacte du signal magnétique de l'échantillon.
12:49 En analysant différents spécimens, Weiss obtient une image du champ magnétique de Mars au début de son existence.
12:55 L'un de nos échantillons de roches martiennes a plus de 4 milliards et demi d'années.
13:00 En analysant l'intensité de son registre magnétique, nous avons pu démontrer que le champ magnétique de Mars était à peu près l'équivalent de celui de la Terre aujourd'hui.
13:08 Lorsque la planète Mars avait une cinquantaine de millions d'années, elle disposait donc d'un puissant champ magnétique.
13:17 L'analyse des échantillons révèle une incroyable diversité des champs magnétiques.
13:21 Celui-ci, par exemple, qui a 4 milliards et demi d'années, révèle d'infimes anomalies magnétiques entrecoupées d'immenses zones de roches non magnétiques.
13:30 Les causes de la disparition du bouclier magnétique de Mars demeurent mystérieuses.
13:37 Mais les conséquences liées à cette perte n'ont rien d'énigmatiques.
13:43 En perdant son champ magnétique, la planète rouge a perdu le bouclier qui la protégeait du vent solaire et du rayonnement cosmique.
13:50 Ce qui a eu des conséquences sur l'évolution de son atmosphère.
13:54 Fragilisée par la baisse d'intensité de sa magnétosphère, l'atmosphère de Mars subit les assauts du vent solaire.
14:01 Les océans s'évaporent. La température chute et toute forme de vie primitive disparaît.
14:08 La perte du champ magnétique a un impact dévastateur sur l'évolution de Mars qui devient la planète rouge que nous observons aujourd'hui.
14:15 Si le bouclier magnétique de la Terre continue de s'affaiblir, notre planète connaîtra-t-elle le même sort ?
14:22 Le champ magnétique terrestre diminue rapidement. S'il venait à disparaître, la Terre pourrait connaître le même sort que Mars.
14:29 Pourquoi la Terre dispose-t-elle encore d'un champ magnétique alors que celui de Mars a disparu ?
14:37 Avant de solutionner cet énigme, il faut comprendre d'où provient l'énergie qui alimente le champ magnétique terrestre.
14:42 Afin de déterminer la source et le fonctionnement de notre champ magnétique, les scientifiques doivent explorer les entrailles de la Terre.
14:51 Une entreprise ardue.
14:54 Nous ne savons pas grand-chose de ce qui se passe 3000 kilomètres sous nos pieds.
15:01 Parce que nous n'avons aucun moyen d'envoyer une sonde.
15:06 Nous ne pouvons donc pas l'explorer.
15:08 Privés de moyens d'exploration directes, les chercheurs étudient la structure de notre planète en exploitant un puissant phénomène naturel.
15:18 Les séismes.
15:22 Les sismologues guettent les tremblements de Terre au Japon, par exemple, et installent toute une batterie de détecteurs de l'autre côté de la planète.
15:32 L'étude minutieuse de l'onde sonore générée par les séismes permet alors de dresser une carte des entrailles de la Terre.
15:38 Les scientifiques étudient les ondes sismiques des tremblements de Terre.
15:42 Lorsqu'elles se propagent à travers notre planète, ces ondes se courbent et changent de vitesse et de direction en fonction des matières qu'elles traversent.
15:49 L'étude minutieuse des ondes sismiques permet aux scientifiques de conclure que la Terre est composée de couches distinctes, comme un oignon.
16:01 En surface, la croûte terrestre est constituée de quelques kilomètres de roches solides.
16:06 En dessous se trouve le manteau, une couche dense composée de roches semi-liquides.
16:12 3000 kilomètres plus bas commence le noyau externe liquide, un océan bouillonnant de fer et de nickel en fusion qui entoure le noyau interne,
16:21 une sphère essentiellement métallique de la taille de la Lune, où règne une chaleur équivalente à celle de la surface du Soleil.
16:29 Les scientifiques estiment que c'est ce noyau métallique qui génère le champ magnétique terrestre.
16:34 Dans l'esprit de nombreuses personnes, ce noyau métallique dur au cœur de la Terre est à l'origine du champ magnétique terrestre, puisqu'il agit comme un gigantesque aimant.
16:44 Mais c'est une idée fausse, car il fait trop chaud au cœur de la Terre. Lorsque la température est trop élevée, les aimants ne fonctionnent pas.
16:56 Les aimants permanents perdent leur propriété à une température de 650 degrés. Le champ magnétique terrestre est donc le fruit d'un autre processus.
17:04 Afin d'en savoir plus, le professeur Dan Lesrop a mis en place une expérience ambitieuse.
17:09 A l'université du Maryland, son équipe a construit un modèle réduit du noyau terrestre.
17:15 Nous cherchons à comprendre pourquoi certaines planètes génèrent un champ magnétique et pas d'autres.
17:25 Les expériences devraient nous permettre de comprendre les mécanismes qui entrent en œuvre, de découvrir ce qui déclenche le processus magnétique chez certaines planètes, alors que d'autres demeurent inertes.
17:37 La sphère enferme une boule de fer solide, scinte de 13 tonnes de métal liquide.
17:45 Lesrop utilise du sodium fondu, car son point de fusion est inférieur à celui du fer.
17:53 La sphère externe rotative contient du sodium liquide. Elle est destinée à simuler le noyau de fer de la Terre.
18:01 Afin de simuler la rotation de la Terre, des moteurs indépendants font tourner les noyaux externes et internes.
18:09 Ils actionnent la sphère externe au rythme de 4 rotations par seconde et la sphère interne à la cadence de 15 rotations par seconde.
18:18 Allons les mettre en marche.
18:20 Si l'expérience est un succès, elle devrait nous permettre de mieux comprendre les mécanismes qui génèrent notre champ magnétique.
18:31 "Ça fonctionne."
18:41 "Il y a quelque chose d'intense qui se dégage de la rotation des 26 tonnes de métal liquide. Le bruit est impressionnant, je ne m'attendais pas à ça."
18:50 Lorsque la sphère atteint sa vitesse maximum, un phénomène incroyable se produit.
18:58 De gigantesques lignes de champ transpercent le noyau métallique.
19:05 "Nous ne pouvons pas distinguer les lignes de champ magnétique, mais à l'aide de capteurs, nous pouvons localiser, mesurer leur intensité, leur déplacement, leur rotation. C'est fantastique."
19:19 L'interaction entre le noyau interne et externe crée ce que l'on appelle un effet dynamo. Ce dernier génère un puissant champ magnétique autonome.
19:31 "Cette image montre le comportement des champs magnétiques. En rouge, les lignes de champ qui s'échappent du simulateur, en bleu, celles qui rejoignent le simulateur. Le résultat est surprenant."
19:46 L'expérience de Lesrop renforce la théorie selon laquelle le champ magnétique de la Terre est généré par une géodynamo interne.
19:55 La circulation du métal liquide dans le noyau externe est essentielle à ce processus. La géodynamo dépend donc du flux de fer en fusion présent dans le noyau terrestre.
20:05 Le noyau froid de Mars pourrait-il expliquer l'absence de son champ magnétique ? La Terre risque-t-elle de subir le même sort ?
20:18 "Le refroidissement va se poursuivre et avec le temps, le rayon du noyau solide de la Terre va s'accroître. À terme, le noyau externe pourrait aussi se solidifier. Il est même possible que le champ magnétique terrestre ait disparu avant que le noyau ne se solidifie."
20:32 L'anomalie de l'Atlantique Sud est-elle un signe du refroidissement du noyau terrestre ? Dan Lesrop n'en est pas convaincu.
20:42 "Lorsqu'on évoque le champ magnétique terrestre, les gens se représentent un axe nord-sud. Avec une boussole qui pointe vers le nord, les choses paraissent simples. Mais sur les cartes, le nord magnétique et le nord géographique sont deux choses différentes, car le pôle nord magnétique se trouve au Canada."
21:02 Le pôle nord magnétique est instable. Les explorateurs qui partent à sa recherche ne le trouvent jamais au même endroit.
21:11 Larry Newitt, de la Commission géologique du Canada, cartographie les mouvements du pôle nord magnétique à travers les terres gelées du Grand Nord canadien.
21:19 "Une simple observation ne permet pas de déterminer l'emplacement du pôle nord magnétique. Pour le situer, nous devons effectuer de nombreuses mesures et cerner sa position en nous basant sur des estimations."
21:30 Cette instabilité est symptomatique des fluctuations de la géodynamo, mais au cours des récentes décennies, les scientifiques ont remarqué que le pôle magnétique se déplaçait plus vite.
21:40 "Au cours du siècle dernier, il s'est déplacé d'une dizaine de kilomètres par an. Mais à partir de 1970, le rythme s'est accéléré pour atteindre une quarantaine de kilomètres par an."
21:49 D'ici une cinquantaine d'années, il pourrait se trouver en Sibérie. L'accélération des fluctuations du pôle a-t-elle un lien avec le fléchissement du champ magnétique terrestre ?
22:00 C'est ce que le professeur Jeremy Bloxham cherche à comprendre. Afin de répertorier les mouvements du pôle magnétique au cours des trois derniers siècles, il étudie les relevés effectués par les premiers explorateurs du Grand Nord.
22:13 "À cause de l'importance du champ magnétique en matière de navigation, les navires de commerce et d'exploration au 17e et 18e siècles prenaient systématiquement des mesures précises."
22:29 Lorsque le professeur Bloxham entre ces données dans l'ordinateur, il obtient l'historique du champ magnétique terrestre.
22:35 "Cette animation nous permet d'observer les fluctuations du champ magnétique au cours des trois derniers siècles, depuis 1690.
22:46 Les teintes rougeâtres et orangées indiquent la puissance du champ qui s'échappe du noyau terrestre, les teintes bleutées correspondent aux lignes de champ qui rejoignent le noyau."
22:57 Au cours des 150 dernières années, les scientifiques ont mesuré un fléchissement global du champ magnétique terrestre de l'ordre de 10%.
23:04 Son intensité diminue dix fois plus vite que si la géodynamousse était brusquement interrompue. Qui plus est, certaines parties du champ se comportent différemment.
23:13 "À partir du début du 20e siècle, on distingue l'émergence d'une zone bleutée sous l'Afrique du Sud, qui dérive vers l'Ouest pour rejoindre une autre zone similaire.
23:24 Au niveau de cette vaste région, située à la frontière entre le noyau et le manteau terrestre, le champ magnétique se déplace à l'opposé de ce que nous avions prévu."
23:34 Le modèle informatique révèle qu'au niveau de l'anomalie de l'Atlantique Sud, le champ magnétique n'est pas simplement plus faible qu'ailleurs.
23:43 Sa polarité est également inversée.
23:48 "Il y a une région du noyau au niveau de l'Atlantique Sud où le champ magnétique est inversé, et cette zone est en train de croître."
23:56 Dans cette région où le champ magnétique s'est inversé, le rayonnement cosmique parvient à s'infiltrer.
24:03 L'anomalie de l'Atlantique Sud concerne un secteur d'environ 8 millions de kilomètres carrés qui s'étend à travers une grande partie de l'Amérique du Sud.
24:13 Actuellement, le rayonnement atteint la haute atmosphère et affecte essentiellement les satellites et les vaisseaux spatiaux.
24:20 Mais si l'anomalie continue sa progression sur le même rythme, un jour, nous serons exposés.
24:27 "Une chose est sûre, quelque chose se prépare au niveau de l'Atlantique Sud."
24:35 Ce n'est que le début de l'orage.
24:40 Mais si le processus s'accélère, le bouclier qui nous protège du rayonnement solaire va s'effriter.
24:45 Le Soleil, autrefois notre ami, deviendra notre pire ennemi.
24:50 Si notre magnétosphère vient à disparaître, le rayonnement solaire vaporisera progressivement notre atmosphère, éradiquant l'eau et la vie de notre planète.
25:02 L'enjeu est de taille. Afin de nous préparer pour l'avenir, nous devons observer le passé de plus près.
25:09 "12, 11, 10, 9, ignition sequence start."
25:15 20 juillet 1969.
25:19 Neil Armstrong est le premier homme à poser le pied sur la Lune.
25:24 Une prouesse technologique sans précédent.
25:31 Mais au cours de leur mission, Armstrong et son copilote Buzz Aldrin aperçoivent des éclairs lumineux dans l'obscurité du module d'Apollo 11.
25:39 Fait étrange, ces éclairs sont perceptibles même lorsqu'ils ont les yeux fermés.
25:44 De retour sur Terre, les deux astronautes font part de leur expérience.
25:48 Les scientifiques de la NASA sont perplexes.
25:53 Six ans plus tard, leurs recherches démontrent que ces éclairs de lumière sont des rayons cosmiques de forte intensité qui ont traversé le module, ainsi que la rétine des membres d'équipage.
26:03 "Le soleil expulse des protons et des neutrons, des particules à très haute énergie.
26:12 En ce qui concerne les vols habités en dehors de la magnétosphère, l'exposition aux rayonnements provenant du vent solaire a des conséquences dramatiques pour la santé."
26:24 Ces particules peuvent rester piégées dans une région de la magnétosphère que l'on appelle la ceinture de vent nale.
26:32 Elle constitue un véritable danger pour les astronautes.
26:37 Incroyable que cela puisse paraître, 39 d'entre eux ont développé une forme de cataracte 4 ou 5 ans après avoir été exposés à ce rayonnement nocif.
26:45 L'effritement de notre bouclier magnétique est une menace croissante pour la vie.
26:50 Afin de déterminer jusqu'à quel point la magnétosphère risque de se détériorer, le professeur Gary Glassmeyer a mis au point un modèle informatique du champ magnétique terrestre.
27:04 "Nous ne pouvons pas reproduire avec exactitude le comportement de la Terre dans le passé ou dans le présent.
27:09 Nous nous efforçons donc de simuler une situation qualitativement similaire."
27:14 L'ordinateur de Gary Glassmeyer tourne en continu.
27:21 Afin d'observer l'évolution du champ magnétique à travers les millénaires, chaque année de temps réel représente 100 000 ans de temps virtuel.
27:31 Au bout de 36 000 ans, les résultats de la simulation sont surprenants.
27:35 "Je me suis absenté une quinzaine de jours et en analysant les résultats à mon retour, j'ai constaté une inversion."
27:45 L'expérience de Glassmeyer montre que les pôles magnétiques nord et sud se sont inversés.
27:51 "Voici la surface du modèle de la Terre et la surface du modèle du noyau.
27:57 Ici, le champ se dirige vers l'intérieur et ici, vers l'extérieur.
28:01 Les choses sont plus complexes dans la région supérieure du noyau.
28:05 À présent, l'inversion se produit, ici, le champ se dirige vers l'extérieur et là, vers l'intérieur."
28:10 La simulation montre que les pôles magnétiques changent de place spontanément à la suite d'interactions complexes au centre du noyau.
28:18 "Nous sommes habitués à ce que les boussoles pointent en direction du pôle nord,
28:24 ce qui nous sert pour naviguer, mais lors de certaines périodes du passé, mon compas aurait pointé exactement dans la direction opposée."
28:30 Les recherches de Glassmeyer suggèrent également un déclin du champ magnétique avant et après ces épisodes d'inversion.
28:38 Cela explique-t-il pourquoi le champ magnétique est aujourd'hui plus faible sous l'Atlantique sud ?
28:44 Les pôles magnétiques sont-ils sur le point de s'inverser ?
28:49 "Nous n'avons jamais observé d'inversion, il nous est donc difficile de savoir comment elle se manifesterait,
28:54 mais nous pouvons émettre des hypothèses. Il y a de fortes chances pour que la bulle de la magnétosphère se contracte et se rapproche de la surface de la Terre."
29:01 Si nous sommes sur le point de subir une inversion du champ magnétique,
29:06 notre planète sera soumise à une exposition croissante aux rayonnements cosmiques pour les milliers d'années à venir.
29:12 Mais pour l'heure, ce scénario n'est que le fruit des simulations par ordinateur.
29:18 Pour récolter des indices concrets, les scientifiques se tournent vers l'archipel volcanique d'Hawaï.
29:23 Ces anciennes coulées de lave renferment des archives intactes de l'activité du champ magnétique terrestre depuis des millions d'années.
29:33 Le professeur Emilio Herrero-Bervera les étudie afin de déceler d'éventuels indices.
29:47 "Cet archipel nous permet d'étudier des coulées de lave relativement minces.
29:51 On distingue bien la limite entre ces deux coulées.
29:54 À partir d'ici, les couches qui se superposent sont le fruit d'une formidable succession de séquences.
30:00 Il y a là trois à quatre cents coulées de lave différentes."
30:04 La lave de ces îles volcaniques s'accumule au cours de millions d'années.
30:17 Lorsqu'une coulée atteint l'océan, elle se refroidit rapidement et livre un instantané de la puissance du champ magnétique terrestre.
30:24 En analysant les différents échantillons de lave, Emilio Herrero-Bervera a répertorié les changements dans le champ magnétique depuis une époque bien antérieure à l'apparition de l'homme.
30:40 "Ces coulées sont des archives du champ magnétique terrestre sur des centaines, des milliers d'années.
30:45 Nous avons besoin de cette matière pour étoffer nos connaissances sur le sujet."
30:49 Les couches inférieures permettent aux scientifiques de remonter dans le temps.
30:57 "Les couches inférieures permettent aux scientifiques de remonter dans le temps.
31:06 Les couches inférieures permettent aux scientifiques de remonter dans le temps.
31:09 Afin de déchiffrer les informations qu'elles renferment, le professeur Herrero-Bervera prélève un peu de lave ancienne.
31:16 Cet échantillon va permettre de mesurer l'évolution du champ magnétique, mais il va également révéler un autre indice essentiel.
31:23 "A présent, nous allons mesurer l'intensité magnétique de l'échantillon que nous avons pris."
31:34 Au tour au laboratoire, il analyse le spécimen à l'aide d'un magnétomètre.
31:37 Au même titre que l'argile, la lave contient de la magnétite.
31:41 Lorsque le magma refroidit, les particules de magnétite s'alignent sur le champ magnétique terrestre comme des aiguilles de boussole,
31:48 enregistrant aussi bien la puissance que la direction du champ.
31:52 Dans cet échantillon, la magnétite s'aligne avec le nord magnétique actuel.
32:01 "Cet échantillon date d'environ 700 000 ans, à une époque où le champ se caractérisait par une polarité normale."
32:08 Mais en analysant les échantillons plus anciens, il fait une découverte stupéfiante.
32:12 Les particules de magnétite ne pointent pas vers le nord, mais en direction du sud.
32:16 Elles témoignent d'une époque durant laquelle la polarité du champ magnétique était inversée par rapport à aujourd'hui.
32:22 "Les coulées de lave ont enregistré une aversion.
32:30 On devrait pouvoir observer une séquence de points qui définissent le comportement et l'évolution du champ magnétique,
32:35 d'une polarité à une autre."
32:38 En analysant des milliers d'échantillons de lave,
32:42 les géophysiciens ont découvert que le champ magnétique terrestre s'est inversé plus de 18 000 fois lors des derniers 20 millions d'années.
32:49 Les inversions ont été précédées et suivies de longues périodes de fléchissement de l'intensité du champ magnétique.
32:57 "Au cours de ce processus d'inversion, l'intensité du champ magnétique chute de manière significative.
33:01 C'est arrivé souvent. La Terre a 4,5 milliards d'années. Le phénomène se produit donc environ tous les 100 000 ans."
33:07 Les recherches ont révélé que la dernière inversion s'est produite il y a 780 000 ans.
33:14 "La possibilité d'une inversion du pôle magnétique suscite un intérêt légitime.
33:24 La précédente s'est produite il y a plus de 750 000 ans.
33:27 Et dans une certaine mesure, la prochaine inversion devrait déjà avoir lieu.
33:32 La question n'est donc pas de savoir si elle risque de se produire, mais plutôt quand elle surviendra."
33:38 Pour bon nombre de scientifiques, l'anomalie de l'Atlantique Sud marque le début d'une inversion du champ magnétique à l'échelle planétaire.
33:45 L'effritement de notre bouclier va s'accélérer, entraînant des conséquences sérieuses pour la vie.
33:52 "La situation auquel nous serons confrontés a des effets nocifs sur l'ADN, l'ARN et la structure des cellules.
33:56 Il aura un impact important sur l'incidence des cancers."
34:00 Cependant, les inversions du champ magnétique terrestre sont rares et irrégulières en comparaison avec celles de notre étoile la plus proche.
34:10 "L'inversion du champ magnétique du Soleil a lieu tous les 11 ans.
34:20 C'est donc un cycle régulier si on le compare à celui de la Terre,
34:24 où le champ magnétique connaît de longues périodes de relative stabilité avant de basculer brusquement."
34:30 Bien que les mécanismes qui régissent le champ magnétique du Soleil et de la Terre ne soient pas tout à fait identiques,
34:39 les scientifiques observent notre étoile de près.
34:46 "Nous sommes en présence de deux dynamos assez dissemblables,
34:49 qui opèrent selon les mêmes lois de la physique dans des environnements qui diffèrent quelque peu.
34:53 L'étude et la comparaison des deux fonctionnements nous renseignent davantage sur leurs possibilités réciproques."
35:00 Au cours de son cycle magnétique, le Soleil subit des changements d'activité périodiques.
35:05 Tous les 11 ans, il entre dans une phase de maximum solaire.
35:09 "Ce cycle de 11 ans est ponctué de pics d'activités qui donnent lieu à de nombreuses tempêtes solaires.
35:15 A l'heure actuelle, le Soleil est plus calme,
35:17 mais d'ici trois ans, la nouvelle phase de maximum solaire engendrera de puissantes tempêtes et de gros bouleversements."
35:24 En 2012, le Soleil connaîtra un pic d'activité.
35:28 Pendant trois ans, l'accumulation d'énergie magnétique va favoriser l'apparition de taches sombres,
35:33 d'éruptions de matières coronales et générer de puissants vents solaires.
35:37 "À chaque période de maximum solaire, des satellites sont détruits.
35:44 Lors du précédent pic d'activité, le vent solaire a déstabilisé le réseau énergétique de l'Amérique du Nord
35:49 et provoqué d'importantes pannes électriques.
35:51 Ces tempêtes sont dévastatrices."
35:54 Le fléchissement de la magnétosphère se poursuit.
35:58 À terme, le bombardement de particules solaires pourrait s'avérer meurtrier.
36:09 L'inversion imminente du champ magnétique terrestre aura un effet radical sur la civilisation humaine.
36:14 Mais elle menacera aussi la survie d'un grand nombre d'espèces animales.
36:19 Nous savons que les chauves-souris s'orientent grâce à l'éco-location.
36:25 Mais le Dr Richard Hollande a découvert qu'elles se servent également du champ magnétique de la Terre.
36:31 Ses études cherchent à déterminer dans quelle mesure l'inversion de la polarité risque d'affecter leur système de navigation.
36:39 "Nous capturons des chauves-souris dans cette ferme expérimentale de l'Université de Princeton.
36:44 Lors de nos expériences, nous perturbons les cellules sensorielles qui leur permettent de détecter le champ magnétique terrestre."
36:52 Afin de perturber son sens de l'orientation, Richard Hollande introduit une chauve-souris dans cette bobine.
37:01 Ce dispositif émet des pulsations magnétiques de très faible intensité.
37:07 "Nous avons inversé la polarité dans la magnétique des cellules sensorielles de ce spécimen.
37:14 A présent, je vais le relâcher pour voir où il se dirige.
37:19 Nous les emmenons d'abord à une trentaine de kilomètres en direction du nord,
37:26 puis nous les relâchons afin de suivre leur itinéraire lorsqu'ils tentent de regagner la ferme."
37:31 "C'est parti !"
37:36 Richard Hollande cherche à comprendre comment la pulsation magnétique affecte leur capacité à retrouver leur chemin.
37:42 Normalement, les chauves-souris regagnent la ferme en 60 minutes.
37:46 Mais que se passe-t-il lorsque leurs sens ont été manipulés ?
37:51 "Ça y est, elle s'est envolée. Elle est partie en direction du nord.
37:57 Nous avons inversé la polarité de ce cobaye.
38:01 Il se dirige dans la mauvaise direction, mais il finira par rectifier de lui-même pour regagner la ferme."
38:05 La chauve-souris met plusieurs heures à retrouver son chemin.
38:11 Hollande est convaincu que cette espèce perçoit les lignes de champ magnétique.
38:15 Lorsque la polarité est inversée, les chauves-souris sont désorientées et se dirigent inévitablement dans le mauvais sens.
38:27 "Le comportement de certains animaux démontre clairement que le champ magnétique leur sert de combat et peut-être même de carte."
38:34 Car les variations de la polarité magnétique n'affectent pas que les chauves-souris.
38:39 Durant de longues années, les échoages de baleines ont laissé les scientifiques perplexes.
38:44 Mais dans les années 1980, les biologistes ont remarqué une corrélation entre ce phénomène et certaines anomalies survenant brusquement sur le sol océanique.
38:54 Le fléchissement du champ magnétique de la Terre pourrait désorienter le système de navigation du chef de file d'un groupe de baleines et entraîner un échoage collectif.
39:03 "Les variations du champ magnétique peuvent altérer la capacité de certains animaux à déterminer leur position."
39:09 "Depuis l'apparition de la vie sur la planète, le champ magnétique terrestre est un élément essentiel du mécanisme de localisation des espèces."
39:17 "Il est difficile d'imaginer ce qu'impliquerait sa disparition."
39:20 L'absence de pôle magnétique pourrait avoir des conséquences désastreuses pour un grand nombre d'espèces, y compris la nôtre.
39:28 Depuis la formation de la Terre il y a 4 milliards et demi d'années, son champ magnétique s'est inversé à des milliers de reprises.
39:41 A présent, les scientifiques sont convaincus que le phénomène est sur le point de se reproduire.
39:47 Reste à déterminer le moment exact.
39:50 En 2010, l'Agence Spatiale Européenne lancera les 3 satellites du programme SWARM.
39:56 Leur mission consistera à dresser des cartes de l'évolution de la magnétosphère dans le temps, afin d'anticiper son activité future.
40:04 Le professeur Niels Olsen du Centre Spatial Danois travaille sur le programme.
40:12 "La nouveauté de SWARM, c'est que nous disposerons d'un essein de 3 satellites.
40:17 Le premier sera à une altitude de 530 km et les deux autres croiseront à environ 430 km de la Terre."
40:24 Ces satellites identiques seront équipés d'une nouvelle génération de magnétomètres capables de détecter d'infimes variations dans la puissance du champ magnétique.
40:34 Ils pourront également identifier l'apparition de nouvelles zones d'inversion du champ magnétique.
40:40 "Je trouve extraordinaire que des satellites qui volent à des centaines de kilomètres dans l'espace puissent prendre des mesures de l'activité magnétique au cœur de la Terre
40:48 et nous renseigner sur la manière dont le fer en fusion circule 3000 km sous nos pieds."
40:54 Ces satellites devraient permettre d'anticiper les périodes d'inversion de la polarité.
40:59 Ils pourraient même aider à sauver des vies humaines.
41:06 "Je suis convaincu que dans les deux prochaines décennies, nous pourrons développer une discipline destinée à prévoir l'activité du champ magnétique,
41:19 afin de préparer les lancements de satellites et les vols habités.
41:24 Ces outils technologiques nous permettront d'anticiper l'éventualité d'une inversion imminente de la polarité."
41:33 En attendant que cette inversion ne survienne, le fléchissement de notre champ magnétique va se poursuivre
41:39 et le rayonnement cosmique va se rapprocher inexorablement de la surface du globe.
41:44 "Bien sûr, la vie sur Terre serait affectée par la chute de l'intensité du champ magnétique,
41:50 mais elle a toujours trouvé le moyen de survivre à ces événements."
41:54 Mais que devrons-nous envisager pour assurer la survie de la race humaine ?
42:01 "Nous avons très peu de moyens d'agir directement sur la géodynamo,
42:05 mais désormais, grâce aux satellites, nous sommes en mesure d'observer le phénomène de plus près.
42:10 Nous pourrons peut-être établir des prévisions afin que l'espace humain ait une chance de s'adapter."
42:15 La vie va donc changer. La Terre va être soumise à un rayonnement cosmique meurtrier.
42:21 Mais le seul signe tangible de la dégradation de notre magnétosphère sera dans le ciel.
42:27 Les aurores polaires surviendront vraisemblablement aux quatre coins du globe, et jusque dans les régions équatoriales.
42:33 "La magnétosphère a façonné l'évolution de la Terre.
42:45 Sans elle, la vie sous la forme que nous lui connaissons n'existerait pas.
42:49 Notre planète serait dénudée.
42:52 Notre bouclier magnétique nous protège des effets nocifs des tempêtes solaires.
42:57 En dépit des nombreuses inversions de polarité survenues au fil des millénaires,
43:01 l'humanité n'a encore jamais été confrontée au phénomène.
43:04 Quoi qu'il en soit, les bouleversements du champ magnétique terrestre vont affecter la vie sous toutes ses formes.
43:10 Mais les scientifiques doivent encore découvrir les indices qui permettent de relier les inversions du passé à des épisodes d'extinction massive.
43:18 Si nous parvenons à nous adapter, nous devrions survivre."
43:22 - Albert Einstein
43:24 [Musique]