Un océan de Magma à l’origine du champ magnétique terrestre ancien ?

Publié dans PNAS, une étude, impliquant des scientifiques de l’institut des sciences de la Terre (ISTerre-OSUG, CNRS / IRD / UGA / Univ. Savoie Mont-Blanc / Univ. Gustave Eiffel) explore l’hypothèse selon laquelle le champ magnétique terrestre primitif aurait pu naître dans l’océan de magma souterrain qui entourait le noyau, à la base manteau terrestre. Grâce à des simulations numériques haute résolution menées sur des supercalculateurs français, les scientifiques montrent que la conductivité électrique d’un tel océan serait insuffisante pour expliquer le champ magnétique enregistré dans les roches anciennes. Le mystère de l’origine du magnétisme terrestre reste donc ouvert.

Les roches les plus anciennes de la Terre conservent la trace d’un champ magnétique global déjà présent il y a plus de 3 milliards d’années. Pourtant, à cette époque, les profondeurs du manteau terrestre étaient encore liquides, constituant un océan de magma de plusieurs centaines de kilomètres d’épaisseur. Sa solidification progressive (jusqu’à devenir le manteau solide actuel) libérait alors une grande quantité de chaleur, empêchant le noyau métallique de se refroidir par convection, un processus pourtant nécessaire à la génération d’un champ magnétique.

Plongée numérique dans l’océan de magma primitif

Pour tester l’idée que le champ magnétique ait pu se former directement dans cet océan de magma basal, les chercheurs ont mené plusieurs simulations numériques à haute résolution en utilisant les derniers supercalculateurs français à base de GPU. Ces travaux permettent d’estimer la conductivité électrique nécessaire pour qu’un océan de magma engendre un champ dipolaire fort.

Une conductivité trop faible pour engendrer un champ fort

Les résultats révèlent que, dans l’état actuel des connaissances, les vitesses convectives du magma seraient trop faibles. Pour produire un champ magnétique comparable à celui enregistré dans les roches anciennes (4 milliards d’années), il faudrait que les valeurs de la conductivité électrique du magma ou le flux de chaleur soient bien supérieures à celles envisagées pour un magma réaliste.

Un mystère toujours non résolu

Cette étude relance le débat sur l’origine du champ magnétique terrestre primitif. Si l’océan de magma basal ne peut à lui seul expliquer le magnétisme des roches les plus anciennes, d’autres scénarios devront être envisagés. L’énigme du magnétisme primitif de la Terre reste donc entière.

Référence

Energetically expensive dynamo action in Earth’s basal magma ocean. Nathanaël Schaeffer , Stéphane Labrosse, and Jonathan M. Aurnou. PNAS. November 3, 2025, 122 (45) e2507575122
DOI : 10.1073/pnas.2507575122

Cette actualité a été initialement publié par le CNRS-INSU.