Het aardmagnetisch veld ervaart onvoorspelbare, snel, en intense anomalieën die bekend staan ​​als geomagnetische schokken. De mechanismen achter dit fenomeen waren een mysterie gebleven tot de recente ontdekking van een CNRS-onderzoeker. Samen met een collega in Denemarken, ze hebben een computermodel gemaakt voor deze geomagnetische schokken, en gaf een verklaring voor hun uiterlijk. Hun onderzoek is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen op 22 april 2019.

Aanvankelijk beschreven in 1978, geomagnetische schokken zijn onvoorspelbare gebeurtenissen die de evolutie van het aardmagnetisch veld abrupt versnellen, en scheve voorspellingen van zijn gedrag op een meerjarige schaal. Ons magnetisch veld beïnvloedt tal van menselijke activiteiten, variërend van het bepalen van richting in smartphones tot het vliegen van satellieten op lage hoogte. Het is daarom essentieel om de evolutie ervan nauwkeurig te voorspellen. Nog altijd, geomagnetische schokken zijn in de loop van de tijd een probleem geweest voor geofysici.

Het magnetisch veld van de aarde wordt geproduceerd door de circulatie van materie in de metalen kern, via de energie die vrijkomt als deze kern afkoelt. Onderzoekers kennen twee soorten bewegingen die twee soorten variaties in het magnetische veld veroorzaken:die als gevolg van langzame convectiebewegingen, die kan worden gemeten op de schaal van een eeuw, en die die het gevolg zijn van "snelle" hydromagnetische golven, die kan worden gedetecteerd op de schaal van een paar jaar. Ze vermoedden dat de laatste een rol speelde bij de schokken, maar de interactie van deze golven met langzame convectie, samen met hun voortplantings- en versterkingsmechanisme, moest nog worden onthuld.

Om dit mysterie op te lossen, Julien Aubert van l'Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/IGN/Université de Paris) ontwikkelde, met een collega van de Technische Universiteit van Denemarken (DTU), een computersimulatie die heel dicht bij de fysieke omstandigheden van de aardkern ligt. De simulatie vergde het equivalent van 4 miljoen uur rekenwerk, en werd uitgevoerd dankzij de supercomputers van GENCI.

Onderzoekers waren vervolgens in staat om de opeenvolging van gebeurtenissen te reproduceren die leidden tot geomagnetische schokken, die in de simulatie ontstaan ​​door hydromagnetische golven die in de binnenkern worden uitgezonden. Deze golven worden gefocust en versterkt als ze het oppervlak van de kern naderen, magnetische storingen veroorzaken die in alle opzichten vergelijkbaar zijn met de waargenomen schokken.

De digitale reproductie en het begrip van deze schokken effent de weg voor betere voorspellingen van het aardmagnetisch veld. Het identificeren van de oorzaak van magnetische veldvariaties kan geofysici ook helpen de fysieke eigenschappen van de kern en de binnenmantel van de aarde te bestuderen.