L’anomalie sur le globe, de 1900 à 2050
Couleurs : intensité totale du champ au niveau de la mer (magenta = faible, bleu = fort) ; trait blanc : limite de 32 000 nT. Choisissez une année : 2050* est le champ extrapolé (méthode « champ extrapolé »), pas une mesure. En bleu clair le minimum sud-américain depuis 1900, en orange sa prévision, en vert le lobe africain et sa prévision. Passez sur un point pour son année et sa position.
Prévisions à partir de 2025
| Année | Minimum sud-américain | Champ le plus faible | Surface sous 32 000 nT |
|---|---|---|---|
| 2030 | -26,2°, -61,2° (à 53 km près à 90 %) | 21 919 ± 71 nT | 22,0 ± 0,1 % |
| 2035 | -26,2°, -62,4° (à 114 km près à 90 %) | 21 766 ± 123 nT | 22,6 ± 0,3 % |
| 2040 | -26,0°, -63,7° (à 179 km près à 90 %) | 21 614 ± 169 nT | 23,1 ± 0,4 % |
| 2050 | -26,0°, -66,3° (à 316 km près à 90 %) | 21 309 ± 254 nT | 24,1 ± 0,6 % |
L’intensité et l’étendue évoluent régulièrement : leurs prévisions sont serrées. La position bouge lentement vers l’ouest, environ 20 km par an, avec des écarts croissants au-delà de 20 ans.
Deux lobes : l’Afrique rattrape l’Amérique du Sud
Depuis 2005, un second minimum existe au sud-ouest de l’Afrique (le dédoublement décrit par Finlay et al., 2020). En 2025, il est à 23 462 nT contre 22 071 nT pour le lobe sud-américain, mais il s’affaiblit environ 87 nT par an contre 30 : si cela continue, il deviendra le point le plus faible du champ terrestre.
| Méthode | 2030 : Amér. / Afr. | 2040 : Amér. / Afr. | 2050 : Amér. / Afr. | Lobe africain plus profond en |
|---|---|---|---|---|
| champ extrapolé | 21 924 / 23 022 | 21 637 / 22 137 | 21 345 / 21 245 | 2049 |
| tendance linéaire | 21 919 / 23 025 | 21 614 / 22 151 | 21 309 / 21 278 | 2050 |
| champ extrapolé avec accélération | 21 922 / 22 996 | 21 634 / 21 867 | 21 368 / 20 387 | 2043 |
Le lobe africain n’existe que depuis 20 ans : aucune de ces méthodes n’a pu être jugée sur lui. L’écart entre les méthodes est la seule mesure de l’incertitude, et elle est grande.
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Ce que le déclin du dipôle explique
Le dipôle, la partie du champ qui ressemble à un aimant droit, s’est affaibli de 32 176 à 29 733 nT entre 1900 et 2025 (-7,6 %). Pour mesurer son rôle, on échange les coefficients du dipôle des deux années en gardant le reste du champ : avec le dipôle de 2025 et le reste de 1900, le minimum s’approfondit de 65 % de ce qu’il a fait réellement ; avec le dipôle de 1900 et le reste de 2025, de 49 %. Les deux effets se combinent (l’intensité n’est pas additive). La dérive vers l’ouest vient entièrement du reste du champ : avec le seul dipôle de 2025, le minimum resterait presque à sa place de 1900 (voir le tableau). L’anomalie est la trace, en surface, de taches de flux inversé à la limite du noyau sous l’Atlantique Sud (Terra-Nova et al., 2017), qui s’étendent et se déplacent. Voir aussi le moment du dipôle sur la prévision des pôles.
| Champ | Champ le plus faible | Surface sous 32 000 nT | Minimum à |
|---|---|---|---|
| Champ réel 1900 | 25 422 nT | 9,0 % | -22,0°, -37,0° |
| Dipôle 2025, reste 1900 | 23 238 nT | 14,4 % | -21,8°, -38,7° |
| Dipôle 1900, reste 2025 | 23 794 nT | 14,9 % | -25,7°, -56,5° |
| Champ réel 2025 | 22 071 nT | 21,4 % | -26,2°, -60,1° |
Ce que valent les méthodes sur le passé
| Grandeur | Méthode | 5 ans | 10 ans | 20 ans | Erreur moyenne 5–20 ans |
|---|---|---|---|---|---|
| Position du minimum (km) | champ extrapolé | 19 / 50 | 46 / 111 | 99 / 243 | 72 |
| moyenne des méthodes | 20 / 63 | 46 / 142 | 148 / 366 | 112 | |
| vitesse constante | 18 / 67 | 40 / 184 | 99 / 362 | 83 | |
| champ extrapolé avec accélération | 22 / 67 | 69 / 173 | 253 / 743 | 204 | |
| accélération constante | 30 / 176 | 80 / 438 | 239 / 1 113 | 208 | |
| Champ le plus faible (nT) | champ extrapolé | 26 / 91 | 42 / 108 | 90 / 235 | 67 |
| tendance linéaire | 24 / 87 | 42 / 106 | 72 / 216 | 61 | |
| moyenne des méthodes | 28 / 97 | 51 / 162 | 133 / 407 | 107 | |
| champ extrapolé avec accélération | 34 / 126 | 81 / 283 | 266 / 1 026 | 205 | |
| tendance quadratique | 55 / 107 | 97 / 179 | 274 / 497 | 147 | |
| Surface sous 32 000 nT (M km²) | champ extrapolé | 0,4 / 0,7 | 0,7 / 1,4 | 1,1 / 2,6 | 0,87 |
| tendance linéaire | 0,3 / 0,8 | 0,6 / 1,3 | 1,7 / 3,2 | 0,96 | |
| moyenne des méthodes | 0,3 / 0,7 | 0,8 / 1,7 | 1,6 / 3,9 | 1,10 | |
| champ extrapolé avec accélération | 0,4 / 0,9 | 1,0 / 2,8 | 3,2 / 7,6 | 2,05 | |
| tendance quadratique | 0,5 / 1,0 | 0,9 / 2,1 | 2,1 / 6,6 | 1,54 |
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Liens avec les autres phénomènes
Dipôle et pôles. L’anomalie grandit pendant que le moment du dipôle baisse et que le pôle Nord magnétique file vers la Sibérie (prévision des pôles) : trois aspects d’un même champ du noyau, pas trois causes indépendantes ; une corrélation entre ces courbes, toutes monotones depuis un siècle, ne prouverait rien de plus. L’échange de dipôle ci-dessus en donne la part physique.
Inversion ? Un dipôle qui faiblit et une anomalie qui s’étend sont parfois présentés comme les signes d’une inversion prochaine (Pavón-Carrasco et De Santis, 2016) ; rien dans ces données ne permet de dater une inversion, qui prend des millénaires (inversion des pôles).
Ceintures de radiation. Au-dessus de l’anomalie, la ceinture intérieure (protons) descend vers 200–800 km d’altitude : c’est là que les satellites en orbite basse subissent la plupart de leurs incidents (Heirtzler, 2002). Nos mesures des ceintures viennent des satellites GOES, en orbite géostationnaire (36 000 km), où l’anomalie n’agit pas : le lien ne peut donc pas être testé ici, et nous ne le présentons pas comme mesuré.
Champ. Intensité totale F au niveau de la mer (ellipsoïde WGS84) calculée chaque année depuis 1900 à partir des coefficients de Gauss de l’IGRF-14 (Alken et al., 2021), sur une grille de 1° du secteur 80° S–20° N, 130° O–70° E pour les minima (position affinée entre les nœuds par des paraboles) et sur une grille mondiale de 2° pour la surface sous 32 000 nT (seuil usuel, Finlay et al., 2020) et le contour. Le champ étant linéaire en ses coefficients, chaque grille est un produit matriciel, vérifié contre le calcul point par point.
Lobes. Le lobe sud-américain est le minimum le plus profond de 1900, suivi d’année en année par le minimum local le plus proche ; le lobe africain part de la première année où un second minimum local apparaît à plus de 2 000 km à l’est.
Prévisions. Comme pour les pôles : vitesse, accélération, champ extrapolé avec sa variation des 5 dernières années, champ avec accélération séculaire, moyenne ; pour l’intensité et la surface, tendance linéaire (5 ans) ou quadratique (15 ans) au lieu de la vitesse. Chacune est rejouée depuis chaque année de 1950 à 2024 à 1–25 ans ; la méthode retenue est celle de plus petite erreur moyenne à 5–20 ans ; la bande d’incertitude suit les quantiles 50 et 90 % de ses erreurs passées.
Part du dipôle. Champ de la dernière année avec les coefficients de degré 1 de la première, et inversement.
- Finlay et al. (2020)
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Finlay, C. C., Kloss, C., Olsen, N., Hammer, M. D., Tøffner-Clausen, L., Grayver, A., & Kuvshinov, A. (2020). The CHAOS-7 geomagnetic field model and observed changes in the South Atlantic Anomaly. Earth, Planets and Space, 72, 156.
· doi:10.1186/s40623-020-01252-9
Licence : Published literature; cited - Amit et al. (2021)
-
Amit, H., Terra-Nova, F., Lézin, M., & Trindade, R. I. (2021). Non-monotonic growth and motion of the South Atlantic Anomaly. Earth, Planets and Space, 73, 38.
· doi:10.1186/s40623-021-01356-w
Licence : Published literature; cited - Terra-Nova et al. (2017)
-
Terra-Nova, F., Amit, H., Hartmann, G. A., Trindade, R. I. F., & Pinheiro, K. J. (2017). Relating the South Atlantic Anomaly and geomagnetic flux patches. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 266, 39–53.
· doi:10.1016/j.pepi.2017.03.002
Licence : Published literature; cited - Pavón-Carrasco et al. (2016)
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Pavón-Carrasco, F. J., & De Santis, A. (2016). The South Atlantic Anomaly: the key for a possible geomagnetic reversal. Frontiers in Earth Science, 4, 40.
· doi:10.3389/feart.2016.00040
Licence : Published literature; cited - Heirtzler (2002)
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Heirtzler, J. R. (2002). The future of the South Atlantic anomaly and implications for radiation damage in space. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 64(16), 1701–1708.
· doi:10.1016/S1364-6826(02)00120-7
Licence : Published literature; cited - Alken et al. (2021)
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Alken, P., Thébault, E., Beggan, C. D., Amit, H., Aubert, J., et al. (2021). International Geomagnetic Reference Field: the thirteenth generation. Earth, Planets and Space, 73, 49.
· doi:10.1186/s40623-020-01288-x
Licence : Published literature; cited