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D. Russell Humphreys, PhD.
D'après des données évaluées récemment, l'énergie totale du champ magnétique terrestre diminue rapidement (Humphreys, 2002). Cela contredit les affirmations habituelles des évolutionnistes qu'une partie mineure ("non-dipôle") du champ emmagasine suffisamment d'énergie pour compenser la perte d'énergie importante de la partie principale (le "dipôle"). Ces affirmations font partie d'une bataille épique entre un physicien créationniste, Thomas G. Barnes, et un géologue évolutionniste, G. Brent Dalrymple.
Des bagarres sur les données
Il y a trois décennies, Barnes (1971) commença à exposer un "secret professionnel" au sujet du champ magnétique terrestre. La partie principale du champ (le "dipôle ") a perdu de l'énergie rapidement et de manière constante depuis qu'il fut mesuré pour la première fois au début du XIXe siècle, c'est-à-dire environ 15% en 170 années! Il a démontré comment une telle perte était tout à fait cohérente avec une explication très raisonnable: c'est-à-dire que la résistance électrique du noyau terrestre dissipait de manière constante l'énergie du champ sous forme de chaleur (Barnes, 1973). Il indiquait par ailleurs qu'une perte énergétique aussi rapide ne pourrait pas continuer pour plus de dix mille années environ, ce qui apporte un appui puissant pour un champ magnétique récent, et de là, la thèse d'une terre jeune.
Pendant presque une décennie, les évolutionnistes ont ignoré cet argument, souhaitant qu'il disparaisse. Enfin, Dalrymple (1983a, b) a publié plusieurs articles destinés à réduire à néant la thèse de Barnes. Il affirmait que Barnes avaient ignoré de fortes fluctuations dans le champ magnétique, il y a un peu plus de trois milliers d'années et plusieurs autres inversions de la direction du champ magnétique enregistrées dans les strates géologiques. Il affirmait que la diminution actuelle du champ était simplement une autre inversion magnétique en cours. Barnes (1984) répliqua en affirmant que les fluctuations et inversions magnétiques ne s'étaient jamais produites.
Un admirateur entre dans l'arène
Bien que prenant la partie de Barnes dans ce débat, je ne trouvais pas convainquant ses arguments touchant les inversions et fluctuations. Après avoir étudié la question, j'ai conclu que les données démontrant l'existence des inversions magnétiques passées étaient solides (Humphreys, 1988). Pour rendre compte de ces fluctuations, je généralisai la théorie de Barnes afin de rendre compte des mouvements rapides du fluide conducteur (sur le plan électrique) dans le noyau terrestre. Je proposais que de tels mouvements produiraient des inversions rapides (de jour en jour, de semaine en semaine) du champ magnétique au cours du Déluge décrit dans le livre de la Genèse, et que de fortes fluctuations ont affecté le champ magnétique pour plusieurs milliers d'années après le Déluge. J'ai aussi prédit que les données soutiendraient ma théorie (Humphreys, 1986). Par la suite, deux experts dans cette discipline ont découvert de telles évidences (Coe et Prévot, 1989).
En 1990, je publiais un modèle physique plus détaillé pour les inversions et je démontrais que le champ magnétique perdrait l'énergie, au cours des inversions et fluctuations, même plus rapidement que c'est le cas actuellement (Humphreys, 1990). Les taux de perte d'énergie signifient que le champ est sans doute âgé de moins de dix mille ans et les données sont tout à fait compatibles avec un âge de 6000 ans. Un article dans la revue prestigieuse Nature (Coe et al., 1994) apporta un appui additionnel pour des inversions rapides, données confirmant à nouveau ma prédiction de 1986.
Par
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autour d'une sphère |
Peu importe les motifs, les critiques de la théorie du champ magnétique récent se sont éloignés des arènes scientifiques pour se voir exprimer dans des contextes moins publics, telles que des sites web sceptiques. Les attaques ont persisté, centrées essentiellement sur une de revendications de Dalrymple, impliquant les parties "dipôle" et "non-dipôle" du champ magnétique. La section suivante explique ce que sont ces parties, et la section suivante expliquera ce que Dalrymple affirme à leur sujet.
Champs magnétiques de type dipôle et non-dipôle
La figure 1 présente les lignes de force magnétiques dans un champ dipôle simple. Les lignes émergent et convergent vers deux régions appelés "pôles" (de là, "di-pôle"), nord et sud. Ce qui constitue un champ magnétique à dipôle "pure" est le fait que les lignes ont la forme particulière illustrée. Plusieurs de choses peuvent produire un champ magnétique de forme dipôle pure. Parmi celles-ci serait un aimant de type barre très petit, mais puissant au centre d'une sphère, comme l'illustre la figure. 2 (a).
Le
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Évidemment, des aimants de type barre ne sont pas la source réelle du champ magnétique terrestre. Ce dernier a sa source dans des courants électriques dont la plupart d'entre-eux se retrouvent dans le noyau terrestre. Très grossièrement, on pourrait dire que la partie dipôle du champ magnétique est causée par une boucle de courant d'environ six de milliards d'ampères ayant la forme d'un beignet de plusieurs milliers de kilomètres de diamètre (figure. 3). De plus petites boucles (ayant un diamètre de centaines de kilomètres) de plus petits courants (de mille à quelques millions d'ampères), dans tous genres d'orientations, sont vraisemblablement la cause des parties non-dipôles du champ (Figue. 4). Une autre cause possible serait lié à un petit déplacement (de quelques centaines de kilomètres) de la boucle de courant principale au nord du centre.
Plusieurs combinaisons de boucles différentes peuvent produire le champ magnétique que nous observons, mais les descriptions mathématiques de l'intensité des sources du champ sont uniques. C'est-à-dire une proportion spécifique de "moment dipôle" produit la partie dipôle du champ magnétique, une proportion spécifique du "moment quadrupôle "produit la partie quadrupôle, et ainsi de suite.
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Les aventuriers de l'Énergie Perdue
Maintenant nous pouvons décrire la deuxième revendication de Dalrymple. Si l'on se réfère au rapport (MacDonald et Gunst, 1967) que Barnes a mis l'avant, Dalrymple note:
"Les mêmes mesures d'observatoires montrant que le moment dipôle a diminué depuis 1829 démontrent aussi que cette diminution a été presque complètement compensée par un accroissement correspondant de la force du champ non-dipôle, si bien que la force du total observable du champ magnétique est restée à peu près constante." (Dalrymple, 1983b, p. 3036)
L'emploi du terme "force[2]" par Dalrymple ci-dessus est équivoque. S'il voulait dire la "force du champ non-dipôle " c'est-à-dire les divers moments non-dipôle, alors il reste à établir comment les comparer au moment dipôle ou comment comparer les moments non-dipôles entre eux. Les moments magnétiques (dipôle, quadrupôle, octopôle, etc.) ont des unités physiques différentes (ampère-meters2, ampère-meters3, ampère-meters4, etc.), et les comparer ainsi est comme comparer pommes et oranges. La même confusion frappe son expression "force total du champ observable". S'il voulait dire plutôt "intensité magnétique du champ" (ou B), il faut comprendre que cette quantité varie d'un endroit à une autre et de jour en jour. Cependant, puisque Dalrymple n'est pas un physicien, il est peut-être déraisonnable de s'attendre le voir faire usage de termes de la physique avec autant de précision. Le contexte de sa citation ci-dessus implique "énergie" et si nous employons ce terme dans son affirmation, nous obtenons alors une proposition significative sur le plan de la physique:
"... la décroissance de [l'énergie dans la partie dipôle] a été presque complètement compensée par un accroissement correspondant de [l'énergie] du champ non-dipôle, si bien que [l'énergie] totale observable du champ est restée à peu près constante."
Un tel énoncé serait cohérent avec la tendance générale de l'argument de Dalrymple. Il semblait affirmer que l'énergie perdue de la partie dipôle n'est pas dissipée sous forme de chaleur, mais est récupérée par la partie non-dipôle du champ magnétique. Par la suite, il espérait que l'énergie ainsi emmagasinée serait transférée vers le champ dipôle, lors d'une inversion. Le champ dipôle continuerait alors sa route, aussi fort qu'avant. Ainsi, le champ magnétique terrestre pourrait maintenir son énergie par des cycles normaux et inversés au cours de milliards d'années. À ma connaissance, les sceptiques n'ont pas évoqué l'ambiguïté des termes de Dalrymple, mais de manière intuitive, ils semblent interpréter les affirmations de Dalrymple comme je l'ai fait ici.
De meilleures données depuis 1970
Barnes a répondu à Dalrymple en considérant la partie non-dipôle du champ comme du "bruit" (Barnes, 1984). Bien que cette réplique est dans l'erreur en niant la réalité de la partie non-dipôle du champ magnétique, il a raison de soutenir que le champ non-dipôle n'avait pas été mesuré avec précision jusqu'ici. Dalrymple avait basé sa deuxième affirmation sur un accroissement récent de l'énergie non-dipôle [McDonald et Gunst, 1967, p. 28, Figure 3 (e)]. Cependant, l'accroissement était faible en relation avec la dispersion des points de données. Pour estimer l'énergie, les parties du champ non-dipôle doivent être mesurées avec plus de précision que la partie dipôle (Humphreys, 2002). Les données disponibles en1967 étaient de qualité insuffisantes pour soutenir les affirmations de Dalrymple.
Cependant, peu de temps après 1967, les mesures de la partie non-dipôle se sont améliorées. L'association Internationale de Géomagnétisme et d'aéronomie (IAGA) organisa un effort global systématique afin de rassembler et publier des données plus précises sur le champ magnétique terrestre. En 1970 ils ont publié le Champ de référence Géomagnétique international (IGRF), une table de 129 valeurs décrivant les parties dipôle et non-dipôle du champ pour cette année-là. À tous les cinq ans depuis, ils publient d'autres tables. Tout l'ensemble des 903 valeurs IGRF des années 1970 à 2000 est la description la plus définitive que nous pouvons obtenir du champ magnétique terrestre et de ses changements (Mandea et al., 2000).
Les résultats: de bonnes nouvelles pour les créationnistes
L'an
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On peut se demander une chose concernant l'énergie non-dipôle: bien que son accroissement ne puisse compenser la perte énergétique du dipôle, pourquoi a-t-il accroissement en premier lieu? Dans les faits, l'accroissement est une conséquence prévue par ma théorie des inversions et fluctuations (Humphreys, 1990, p. 137). De petits remous et tourbillons du flux fluide dans le noyau terrestre découpent de petites boucles de courant électrique et les détachent de la boucle principale, comme le suggère la Figure. 4. De telles boucles retirent de l'énergie de la partie dipôle du champ magnétique et l'ajoutent aux parties non-dipôle.
Cependant, les petites boucles de courant doivent subir des pertes énergétiques plus rapides que les boucles plus grandes. Ceci est dû au fait que le temps de dégradation d'une boucle de courant est proportionnel au carré de son diamètre (Humphreys, 1986, p. 119). Les parties non-dipôle du champ magnétique perdent leur énergie, sous forme de chaleur, plus rapidement que l'énergie dans la partie dipôle.
Il est intéressant de noter que l'article cité par Dalrymple affirme ce point aussi. Il note que les mouvements de fluides dirigent l'énergie dipôle de manière "destructive" vers la partie non-dipôle, ce qui cause un taux de perte énergétique sous forme de chaleur, plus élevé (MacDonald et Gunst, 1967, p. 25). Dalrymple semble avoir négligé ce commentaire, puisqu'il laisse planer un doute sur son espoir que l'énergie non-dipôle serait conservée.
Aussi longtemps que le champ du dipôle est assez fort, il donnera plus d'énergie à la partie non-dipôle que celui-là dissipe sous forme de chaleur. Dans de telles conditions, l'énergie dans la partie non-dipôle devrait certes croître. Cependant, tôt ou tard, lorsque la composante dipôle deviendra trop petite, elle ne sera plus capable de fournir suffisamment d'énergie à la partie non-dipôle afin de compenser pour les pertes qui s'y produisent. Alors, selon la théorie, même l'énergie non-dipôle commencera à diminuer.
À toutes les époques, cependant, la somme des énergies dans les deux parties devrait diminuer et c'est ce que nous observons aujourd'hui. Les espoirs de Dalrymple sont réduits à néant. Barnes avait bien raison.
Un hommage à Thomas G. Barnes
L'an dernier, après une vie fructueuse et de longues années de service dans les sciences de la création, le Dr. Barnes nous a quitté pour aller dans la présence de son Créateur et Sauveur. Il est tout à fait approprié que les données rassemblées au cours des derniers trente ans puissent confirmer l'intuition qu'il avait eu dès 1970: que le champ magnétique terrestre puisse être aussi récent que la Bible le dit.
CRSQ: Creation Research Society Quarterly
Barnes, Thomas G. 1971. Decay of the earth's magnetic field and the geochronological implications. CRSQ 8:24–29.
———. 1973. Electromagnetics of the earth's field and evaluation of electric conductivity, current, and joule heating in the earth's core. CRSQ 9:222–230.
———. 1984. Earth's young magnetic age: an answer to Dalrymple. CRSQ 21:109–113.
Coe, Robert S., and Michel Prévot. 1989. Evidence supporting extremely rapid field variation during a geomagnetic reversal, Earth and Planetary Science Letters 92(3/4): 292–298.
Coe, R. S., M. Prévot, and P. Camps. 1995. New evidence for extraordinarily rapid change of the geomagnetic field during a reversal. Nature 374:687–692.
Dalrymple, G. Brent. 1983a. Can the earth be dated from decay of its magnetic field? Journal of Geological Education 31:121–133.
———. 1983b. Radiometric dating and the age of the earth: a reply to scientific creationism, Proceedings of the Federation of American Societies for Experimental Biology 42:3033–3035.
Humphreys, D. R. 1986. Reversals of the earth's magnetic field during the Genesis Flood. In Walsh, R. E. (editor), Proceedings of the First International Conference on Creationism, Volume II, pp. 113-126. Creation Science Fellowship, Pittsburgh, PA.
———. 1988. Has the earth's magnetic field ever flipped? CRSQ 25(3): 130-137.
———. 1990. Physical mechanism for reversals of the earth's magnetic field during the Flood. In Walsh, R. E. (editor), Proceedings of the Second International Conference on Creationism, Volume II, pp. 129-142. Creation Science Fellowship, Pittsburgh, PA.
———. 2002. The earth's magnetic field is still losing energy. CRSQ, in press. Preprint available from the Creation Research Society website:
Mandea, M., S. Macmillan, T. Bondar, V. Golokov, B. Langlais, F. Lowes, N. Olsen, J. Quinn, and T. Sabaka. 2000. International Geomagnetic Reference Field 2000. Physics of the Earth and Planetary Interiors 120:39-42. Data can be downloaded from the National Geophysical Data Center web site at www.ngdc.noaa.gov .
McDonald, Keith L. and Robert H. Gunst. 1967. An analysis of the earth's magnetic field from 1835 to 1965. ESSA Technical Report IER 4 6 –IES 1, U.S. Government Printing Office, Washington, D. C.
Le D. Russell Humphreys est un professeur associé de Physique à L'institut pour la recherche de la création (ICR), P.O. P.O. Box 2667, El Cajon, CA 9202 USA. Récemment il a pris sa retraite des Laboratoires Nationaux de Sandia à Albuquerque, NM.