Importante excursion magnétique il y a 42 000 ans
Notre bouclier magnétique nous protège des vents solaires et rayons cosmiques, sauf s'il diminue trop. Domaine publique.
Connue sous le nom d'excursion de Laschamp - d'après le nom du village français dans lequel elle a été mise au jour, une importante tentative d'inversion magnétique est survenue. Elle s'est produite il y a entre 41.000 et 42.000 ans avant le présent. Les pôles magnétiques terrestres se sont alors déplacés pendant environ 800 ans avant de reprendre finalement leur place initiale.
C'est en étudiant les cernes d'un kauri, un arbre endémique de la Nouvelle-Zélande, que les chercheurs ont pu estimer les changements dans les niveaux de radiocarbone pendant cette demi-inversion géomagnétique. Ils ont pu ainsi établir une échelle de temps détaillée de la façon dont l'atmosphère a évolué au cours de l'événement d'Adams. Une sorte de pierre de rosette qui leur a permis de relier entre eux diverses observations passées et parfois géographiquement éloignées.
Jusque à présent, les scientifiques s'étaient concentrés sur les changements survenus au moment de l'inversion. Le champ magnétique de la Terre s'est alors trouvé affaibli d'environ 28 % en moyenne par rapport à ce qu'il est aujourd'hui. Mais les chercheurs de l'université de Nouvelle-Galles du Sud nous apprennent que la période la plus sensible s'est déroulée au moment de la préparation de l'excursion. « L'intensité du champ magnétique terrestre était alors inférieure à 6 % de ce qu'elle est aujourd'hui », remarque Chris Turney. Une boussole à l'époque, si elle existait, n'aurait plus du tout trouvé le nord, s'affolant sans arrêt.
Le bouclier qui protège notre Planète des rayonnements cosmiques avait-il presque entièrement disparu à cette période ? Par chance, notre Soleil connaissait alors une phase d'activité moins intense que celle que nous expérimentons aujourd'hui. Moins intense, mais plus instable aussi. Ainsi, selon les scientifiques, « le rayonnement solaire non filtré a ionisé l'atmosphère de notre Terre et "frit" la couche d’ozone stratosphérique, déclenchant une vague de changements climatiques à travers le monde. »
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Les ceintures de pluie et de vent se sont brusquement déplacées, apportant des conditions arides sur certaines régions comme l'Australie. Et provoquant l'extinction de la mégafaune locale. Au nord, la calotte glaciaire s'est développée jusque dans l'est des États-Unis et du Canada. En Europe, Néandertal a plongé dans la spirale de la disparition. Tandis que les Hommes modernes cherchaient des abris où se protéger d'aurores boréales étendues bien au-delà des régions polaires et de la multiplication des orages. Mais aussi de l'intensification des rayonnements ultraviolets (UV) arrivant jusqu'au sol. De quoi expliquer, peut-être, l'apparition soudaine de l'art pariétal, un peu partout dans le monde, il y a encore 42.000 ans. « Les empreintes de mains ocre rouge peuvent indiquer que ce pigment était utilisé comme écran solaire à cette époque où les UV pénétraient plus largement l'atmosphère de la Terre », explique Alan Cooper, chercheur au Musée d'Australie du Sud.
Au regard de ces travaux, les chercheurs s'inquiètent du mouvement rapide qui anime aujourd'hui notre pôle Nord magnétique. Et de l'affaiblissement enregistré de notre champ magnétique : de moins 9 % au cours des 170 dernières années. Ils y voient les signes d'une possible prochaine inversion du champ magnétique terrestre. « Les conséquences pour nos sociétés seraient énormes. D'autant qu'un tel événement constituerait un accélérateur sans précédent du changement climatique anthropique en cours. Nous devons de toute urgence réduire nos émissions de CO2. Avant qu'un événement aussi aléatoire se produise... »
Réfléchissons sur certaines choses supposées par ces scientifiques, et regardons les anciennes sources :
L'événement Laschamp dans les laves de la Chaîne des Puys, en noir les coulées dont le paléomagnétisme indique une direction du champ terrestre inverse de l'actuel, en grisé celles indiquant une direction intermédiaire.
https://ceyrat-boissejour-nature.com/file/2018/02/18_02_01_laschamp.pdf
" Le Puy de Laschamp culmine à 1255 m et domine le village de Laschamp d' environ 300 m, dans le Puy de Dome. Il est entièrement recouvert de bois artificiels de conifères exploités. Le Puy de Laschamp est un cône strombolien trachy-andésitique associé à une coulée, formé il y a prés de 40 000 ans. Plusieurs études réalisées sur le magnétisme de cette coulée ont montré une anomalie du champ magnétique terrestre à l’époque de sa mise en place. Cette anomalie ne correspond pas à une réelle inversion du champ mais seulement à une "excursion" de celui-ci. Cette information a pu être corrélée dans les laves d’autres volcans de la Chaîne des Puys (Olby, Louchadière et Royat) datant de la même période ainsi que par d’autres enregistrements à l’étranger, notamment en Atlantique Nord dans les sédiments marins. Ces derniers ont permis d’émettre l’hypothèse d’une durée de 1500 ans pour cette anomalie de Laschamp. Elle sert à la magnétostratigraphie et entre dans l'échelle paléomagnétique. "
https://inpn.mnhn.fr/site/inpg/AUV0021/tab/docSource
" L'événement découvert dans les coulées de la chaîne des Puys à Laschamp et Olby par Bonhommet et Babkine (1967) est sans doute le plus célèbre parce que ce fut la première excursion observée pendant la période de Brunhes. Il semble acquis que les directions d'aimantation anormales de ces coulées ne sont pas liées à des phénomènes d'auto-inversion suggérés par Heller and Petersen (1982) mais correspondent bien à une période de forte instabilité du champ pour plusieurs raisons. Des directions anormales ont été rapportées dans une autre coulée voisine à Louchadière (Chauvin et al, 1989). Les âges obtenus de façon indépendante par carbone 14, thermoluminescence et potassium-argon (K/Ar) pour les trois coulées sont compris entre 36 ± 4 et 42 ± 5 ka et correspondent à une période de faible intensité du dipôle géomagnétique. Les barres d'erreur se recouvrent et il est pour l'instant encore impossible de distinguer clairement la succession temporelle des 3 coulées mais la similitude des âges suggère que toutes les directions anormales sont bien associées au même événement. Cette hypothèse est renforcée par les études de paléo-intensité (Salis et al, 1989 ; Chauvin et al, 1989) qui ont montré que les coulées de Laschamp, Olby et Louchadière ont enregistré la même intensité du champ (7.7 ± 1.6 mT). "
http://geochrono.free.fr/fr/proj/laschamp.html
Illustration schématique des 3 phases (précurseur, renversement de polarité et rebond) du processus de l’inversion des pôles magnétiques. Le temps en abscisse est en milliers d'années et en ordonnée est portée la direction du champ. crédit : Valet et al.
" Les géophysiciens ont finalement trouvé plusieurs coulées volcaniques superposées, leur permettant d'avoir la résolution temporelle désirée pour étudier les détails du processus d'inversion totale et ce sur une période de l'âge de la Terre comprise entre -0,8 et -180 millions d'années. Ils ont découvert qu'à chaque inversion, la même structure revenait de manière récurrente. Comme le montre le schéma ci-dessus, tout se passe en trois étapes qui durent chacune environ 2.000 ans. La première est la une phase dite précurseur où le pôle se déplace vers l'équateur avant de reprendre sa position d'origine, suivie d'une phase de transition rapide vers une polarité inverse. Cette polarité inverse n'est pas tout de suite véritablement établie car il s'ensuit une phase de rebond ramenant les pôles vers l'équateur avant qu'ils ne basculent à nouveau pour rester en place en attendant le début d'une nouvelle inversion. "
Sur cette image on voit la couche d'argile de pont Farin cuite par la coulée de lave (grise) l'ayant recouvert il y a environ 4,8 millions d'années. Cette coulée a enregistré la direction du champ magnétique de l'époque. Elle était inverse de celle d'aujourd'hui. crédit : Laurent Sacco. YH : Je note que nous avons vu une telle couche d'argile cuite (de couleur plus jaune-orange) à proximité d'une coulé de lave de basaltes lors de notre visite aux Açores.
" On connaissait l'existence des inversions du champ magnétique de la Terre depuis les travaux de Bernard Brunhes sur des roches volcaniques au début du XXe siècle. Mais il a fallu attendre que Victor Vacquier invente le magnétomètre à saturation de flux, ou « fluxgate », et s'en serve, avec d'autres, pour cartographier le champ magnétique dans l'océan Pacifique pour que l'on découvre ces inversions enregistrées dans les laves du fond des océans pendant les années 1950. Au début, des années 1960, le lien fut fait entre ces enregistrements et la théorie de la dérive des continents d'Alfred Wegener.
Cette découverte des inversions mondiales du champ magnétique de la Terre dans les laves des fonds marins a ainsi été l'une des preuves décisives de la dérive des continents, ou plus exactement de l'expansion des fonds océaniques, pour reprendre l'expression employée dans le cadre de la théorie de la tectonique des plaques.
On cherche depuis lors à mieux connaître l'histoire paléomagnétique de la Terre, notamment à mieux comprendre ces épisodes d'inversion. Comment et en combien de temps ce phénomène se produit-il ? Les inversions les plus manifestes dans les archives magnétiques de la Terre sont ce que l'on appelle des renversements. Le plus récent a eu lieu il y a environ 780.000 ans, à la fin de la période dite de Matuyama, du nom du géophysicien japonais qui fut le premier à proposer une chronologie des inversions magnétique globales de la Terre. Elle précède la période dite de Brunhes, celle où nous vivons.
Ces renversement se stabilisent donc durant de longues périodes. En revanche, il existe des phénomène semblables mais de courtes durées (YH : pouvant tout de même durer plusieurs siècles), avec un retour rapide à la polarité initiale du champ, lequel évolue en quelque sorte continûment : ce sont les excursions magnétiques. Le dernier de ces événements est connu sous le nom d'excursion de Laschamp et il date d'il y a 41.000 ans environ.
Les excursions sont difficiles à mettre en évidence, ce qui est malheureux parce que leur étude pourrait être fondamentale pour mieux comprendre le noyau de la Terre. En effet, selon le géophysicien britannique David Gubbins, les excursions feraient intervenir des processus limités à la partie liquide du noyau. Ce n'est que lorsque la graine prend part elle aussi à une inversion magnétique que se produirait un renversement.
Une technique pour mettre en évidence ces excursions consiste à mesurer la concentration de béryllium 10 dans les sédiments des océans. Elle vient d'être appliquée avec succès par une équipe du Centre de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (Cerege, CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/Collège de France).
Cet isotope radioactif du béryllium est produit dans l'atmosphère par des collisions entre ses noyaux d'oxygène et d'azote et les particules des rayons cosmiques. Or, lors de la mise en place de renversements ou d'excursions magnétiques, le champ magnétique de la Terre s'affaiblit, de sorte que le bouclier que constitue la magnétosphère contre les rayons cosmiques devient moins efficace. La quantité de beryllium 10 produite augmente alors et on peut trouver trace de cette augmentation dans des carottes de glace ou de sédiments océaniques.
On avait trouvé cette signature dans des carottes de glace du Groenland, précisément pendant l'excursion Laschamp. Les chercheurs français viennent de la retrouver dans des carottes de sédiments océaniques récoltées au large du Portugal et de la Papouasie-Nouvelle Guinée, comme ils l'expliquent dans la revue Journal of geophysical research. "
" Il y a 780 000 ans se produisait la dernière inversion connue du champ magnétique terrestre. Lors d’un tel événement, les pôles magnétiques se reconfigurent en phase ou en opposition de phase avec les pôles géographiques. Aussi, durant la transition, le champ global s’affaiblit fortement. Cette inversion marque le début de la période géomagnétique actuelle, nommée période de Brunhes. Cependant, bien que le champ magnétique terrestre n’ait pas subi d’inversion depuis 780 000 ans, il n’est pas pour autant resté figé. En effet, une quinzaine d’excursions ont été identifiées depuis lors. On définit ainsi des phases d’interruptions brutales mais ne débouchant pas sur une inversion permanente de polarité. L’échelle de temps propre à ces fluctuations s’étend du millier à la dizaine de milliers d’années. La plus récente – l’excursion de Laschamp – a eu lieu il y a environ 42 000 ans, vers la fin de la dernière période glaciaire.
Dans une étude parue dans la revue Science, le 19-02-2021, un groupe de chercheurs s’est penché sur la question. En analysant le bois d’Agathis australis fossilisés depuis plus de 40 000 ans, les scientifiques ont pu établir une échelle temporelle détaillée de l’excursion de Laschamp. En effet, les cernes montrent un pic de carbone 14 très net lors de cet épisode. Or, compte tenu de la résolution annuelle fournie par les cernes, il a été possible de dater précisément l’évènement et de relier entre eux tout un ensemble d’enregistrements répartis sur le globe.
L’image qui émerge est assez terrifiante. Elle révèle des changements environnementaux majeurs tels qu’un déplacement des ceintures de pluies tropicales et de vents d’ouest vers les pôles, amenant des sécheresses meurtrières dans des régions comme l’Australie ou l’Amérique du Sud. Au même moment, la calotte glaciaire présente sur le nord de l’Amérique a rapidement progressé vers l’est des États-Unis et du Canada. En utilisant un modèle climatique doté d’une chimie atmosphérique, ils ont analysé les effets d’un champ réduit à seulement quelques pourcents de sa valeur actuelle au pic d’excursion géomagnétique. Lors de l’évènement de Laschamp, l’astre solaire subissait en outre un grand minimum. Pour évaluer au mieux l’état du climat global à cette période, les auteurs l’ont donc également pris en compte. Au total, il apparaît que ces deux facteurs ont un effet synergique, amenant un très haut niveau de rayonnement cosmique dans la haute atmosphère. "
Une représentation d'artiste sur fond d'une photo de la Nasa montrant la chute de rayons cosmiques sur Terre. Les particules des rayons cosmiques en heurtant les noyaux de la haute atmosphère génèrent des gerbes de particules secondaires. Crédit Simon Swordy (U. Chicago), NASA
" Durant cet épisode, les aurores boréales fleurissaient probablement un peu partout sur le globe, rendant les nuits parfois aussi lumineuses que le jour. Par ailleurs, les auteurs avancent que « ces changements spectaculaires associés à des niveaux d’UV sans précédent ont poussé les premiers humains à se réfugier dans des grottes, expliquant l’apparente explosion de l’art rupestre à travers le monde il y a 42 000 ans ».
Terminons en évoquant que les conclusions de la présente étude sont encore entachées de nombreuses incertitudes et devront être confirmées par d’autres travaux. Certains chercheurs ont par exemple questionné le réalisme de certaines hypothèses faites par les auteurs. Il n’en reste pas moins que ces avancées intrigantes viennent questionner le paradigme d’une influence négligeable des changements magnétiques sur la vie et le climat. "
" Cet épisode, appelé l'événement du Laschamp a vraisemblablement duré quelques centaines d'années, voire davantage. Il s'est reproduit quelques milliers d'années plus tard avec l'événement Mono Lake daté à 33 000 ans. Mais durant tout cet intervalle le champ est resté relativement faible. Comme le rappellent les auteurs, l'intensité et la structure du champ magnétique terrestre contrôlent la forme de la magnétosphère, c'est-à-dire de l'enveloppe magnétique qui nous protège des rayonnements galactiques et cosmiques. Ces derniers sont aussi fortement atténués par l'atmosphère de telle sorte qu'ils ne représentent en principe pas un réel danger. Mais l'affaiblissement de l'écran magnétique permet aux protons émis pendant les éruptions solaires, de pénétrer plus profondément dans les couches de l'atmosphère où ils engendrent alors des réactions chimiques en cascade qui aboutissent notamment à la formation d'oxyde nitrique, substance qui détruit la couche d'ozone. Ces réactions ne sont pas limitées aux régions polaires mais se produisent jusqu'aux latitudes moyennes.
Les Néandertaliens qui étaient répartis sur le territoire européen ( YH : mais aussi sibérien et proche-orient !) ont donc dû faire face à un accroissement de la production d'UV-B pendant une longue période avec des pics importants lors des éruptions solaires. Les impacts sur la santé liés à l'exposition aux UV-B sont multiples et bien connus. On connaît aussi les effets engendrés par le trou d'ozone intermittent actuel par les nombreuses études sur la population de la pointe du Chili, notamment pour la ville de Punta Arena. Les statistiques indiquent un accroissement important des tumeurs et cancers de la peau y compris des mélanomes malins, mais aussi des effets notables sur la vue et le système immunitaire, en particulier chez les enfants.
Selon des études récentes, l'homme de Néandertal avait une peau claire et une pilosité analogue à la nôtre qui l'ont certainement rendu vulnérable aux effets délétères de ces expositions. Ainsi, ces événements géomagnétiques peuvent avoir progressivement provoqué ou, en tout cas, contribué à son extinction. Quant aux hommes modernes, leur survie tient sans doute au fait qu'ils étaient plus nombreux et répartis dans des zones géographiques variées, notamment dans les basses latitudes non affectées par la diminution d'ozone ". YH : mais on sait aussi que Cro Magnon a été aussi très vite dans les lattitudes nord, et que son entrée en Europe date au minimum de 45 000 ans (Italie), donc juste avant cet événement... En fait, une nouvelle datation d’ossements humains trouvés dans la grotte de Bacho Kiro, en Bulgarie, plus fiable, repousse cette date à 47 000 ans !
Les deux types de datation convergent : les Homo sapiens de la grotte de Bacho Kiro ont occupé le site entre 46 000 et 44 000 ans. Toutefois, comme l’industrie lithique du Paléolithique supérieur initial découverte dans la même couche que les ossements est aussi présente dans la couche sous-jacente, au contact avec le socle rocheux, les chercheurs estiment que la première occupation de la grotte de Bacho Kiro par Homo sapiens date vraisemblablement de 47 000 ans.
Mais de quels Homo sapiens s’agit-il ? Si les paléoanthropologues distinguent la culture matérielle du Paléolithique initial de celle de l’Aurignacien (entre 43 000 et 26 000 ans), qui lui succédera, ils en distinguent aussi les membres. De fait, l’ADN mitochondrial des hommes de Bacho Kiro comprend notamment un représentant du macro-haplogroupe M, absent d’Europe aujourd’hui et que l’on retrouve dans les îles Andamans, dans le nord-est de l’océan Indien, où subsistent encore des cultures de type paléolithiques issues de la première vague sapiens hors d’Afrique. Apparemment, les premiers Bulgares, qui faisaient aussi partie de cette vague, n’ont pas eu de descendants en Europe.
https://www.rtflash.fr/homo-sapiens-est-en-europe-depuis-47-000-ans/article
YH : si on compare les autres données archéologiques liées à l'humain, on peut effectivement se questionner sur plusieurs de ces hypothèses liées à l'être humain ou néandertalien. Tout d'abord, le plus ancien art pariétal découvert date de 45 000 ans (Indonésie) et semble précéder cette demi-inversion magnétique. Cependant, si on note le pic de C14 enregistré pour 41000 ans, on peut se demander si les datations au C14 pour cette période sont très fiables, tout au moins celles non revérifiées depuis celles du 20ème siècle, non calibrées et sans autres méthodes de vérification. D'autre part, on sait que tant l'homme de néandertal que Homo Sapiens et beaucoup d'hominidés ont utilisé les grottes et les abris depuis des temps beaucoup plus anciens, mais le nombre d'excursions géomagnétiques augmentant, l'hypothèse reste valable. En ce qui concerne Néandertal, nous savons qu'il utilisait les ocres depuis bien avant Homo Sapiens, cela pourrait s'expliquer du fait que nous savons maintenant que néandertal avait une peau claire, probablement dûe à son adaptation dans des régions moins exposées au soleil, et qu'il a compris qu'il devait se protéger. Les premiers Homo Sapiens en Europe (Cro Magnon) avaient une couleur de peau sombre, ce qui ne l'a pas empêché de se protéger aussi avec des ocres, peut-être à la suite de sa rencontre avec Néandertalien au Moyen-Orient (et/ou du côté de Gibraltar). Notons aussi que Néandertal a également effectué certaines gravures et dessins. Quant à la disparition de Néandertalien suite à cette excursion géomagnétique, nous devons aussi noter qu'il y aurait tout de même survécut pendant 10000 à 15000 ans, lui ou éventuellement une population hybride. Les rayons cosmiques sont censés donner des cancers (de la peau notamment), mais aussi possiblement des mutations, plus lentes à agir et pouvant effectivement amener à une extinction lente. Ceci pouvant éventuellement expliquer la raison de la diminution du volume cranien de l'homme moderne (Cro Magnon avait en moyenne un volume cervical plus élevé que la moyenne du volume actuel de l'homme moderne), et l'homme moderne de cette période aurait survécu grâce à sa peau sombre et ses protections (ocres, grottes).
Sources : https://science.sciencemag.org/content/371/6531/811
Autres données : https://geomag.nrcan.gc.ca/mag_fld/sec-fr.php
" D'ici 20 ans, nos boussoles pointeront à l'est du véritable nord géographique. Car selon les scientifiques, le pôle Nord magnétique où pointent les aiguilles des boussoles, qui erraient autour du Canada entre 1590 et 1990, est passé à la vitesse supérieure pour prendre la direction de la Sibérie !
National Geophysical Data Center
Sur les trente dernières années, ce point a commencé à dériver de 10 km par an à désormais près de 50 km par an. « C'est le changement enregistré le plus rapide depuis le milieu du XVIe siècle », a expliqué il y a quelques jours Ciaran Beggan, géophysicien au British Geological Survey. D'ici 2040, à ce rythme, nos boussoles pointeront à l'est du véritable nord géographique.
Yves Herbo et Traductions, Sciences-Faits-Histoires (car l'Histoire est composée de plusieurs histoires !), 25-02-2021, 05-2021
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