Thèse sur la rotation du noyau interne, ondes dans le noyau terrestre et variations de la durée du jour

Sujet de thèse :
Les mouvements dans le noyau terrestre sont principalement estimés à partir de l'analyse des variations temporelles du champ magnétique terrestre [1]. Les données magnétiques satellitaires nous ont permis d'étudier l'évolution temporelle des mouvements des fluides à la surface du noyau, de 2000 à aujourd'hui. Parallèlement, la rotation différentielle entre le noyau interne solide et le manteau peut être estimée à partir de l'étude des ondes sismiques répétées qui traversent le noyau interne. Il a été suggéré récemment que cette rotation différentielle est passée de prograde à rétrograde vers 2008 [2, 3]. Un tel comportement implique nécessairement des mouvements dans le noyau fluide, puisque ceux-ci sont couplés magnétiquement au noyau interne solide. L'objectif de la thèse est de rassembler ces deux types de données dans un modèle dynamique du noyau de la Terre.
Du côté magnétique, l'accumulation récente d'observations rend ce travail opportun. Les données de la mission Swarm de l'ESA, qui a fait suite à la mission allemande CHAMP, sont maintenant complétées par les données du satellite Macau MSS. Ces dernières devraient nous permettre d'améliorer la résolution temporelle des modèles de champ magnétique (et donc d'écoulement du noyau) à environ un an ou moins.
L'analyse des données magnétiques satellitaires a permis de découvrir des mouvements ondulatoires invariants dans le noyau fluide de la Terre, avec une période d'environ 7 ans. Pour ces ondes hydromagnétiques non axisymétriques (2-D), le mécanisme de restauration mélange les forces magnétiques et de Coriolis. Bien que cartographiées dans la région équatoriale du noyau terrestre [4], elles peuvent être présentes dans l'ensemble du volume fluide [5]. Il existe également des ondes axisymétriques avec des périodes similaires, pour lesquelles la force de rappel est purement magnétique - appelées ondes d'Alfvén de torsion. Elles avaient été révélées précédemment par des données recueillies dans des observatoires magnétiques au sol [6]. Les ondes d'Alfvén de torsion se propagent dans l'ensemble du noyau fluide et sont couplées à la rotation axiale du noyau interne.
La rotation du noyau interne par rapport au manteau et les ondes dans le noyau fluide sont également couplées à la rotation du manteau par transfert de moment angulaire. Ses variations temporelles se reflètent dans les changements de la longueur du jour (LOD), connus avec précision grâce à la géodésie. Des oscillations interannuelles de la LOD ont été détectées et associées à des ondes dans le noyau [6]. Cependant, le mécanisme de couplage sous-jacent responsable des variations observées de la LOD reste débattu. Le couple électromagnétique entre le noyau fluide de la Terre et le manteau a été très étudié. Le couplage gravitationnel entre le noyau interne et le manteau constitue une alternative, puisque ce dernier présente des variations latérales de densité [7].
Il est
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