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L’océan comme conducteur en mouvement : signaux magnétiques des marées, salles d’écoute côtières et confirmation du fleuve de Faraday (à propos de Sabaka, Tyler et Olsen, 2016)

M. Ferro, H. Park | 2016 | Publié dans Neutral Latitude Audio Co. White Papers

Neutral Latitude Audio Co., Quito, Ecuador

En avril 2016, Sabaka, Tyler et Olsen ont rapporté dans Geophysical Research Letters que les satellites Swarm détectent les champs magnétiques produits par les marées océaniques. L’eau de mer est un conducteur ; lorsque les marées la déplacent à travers le champ magnétique terrestre, des courants électriques y sont induits, et ces courants produisent des champs magnétiques mesurables depuis l’orbite. En 1832, Faraday a tenté, sans succès, de détecter le même effet dans la Tamise. Nous en tirons la conséquence pour les salles d’écoute proches de la mer. Le champ magnétique de la marée lunaire principale augmente et diminue 2 fois par jour lunaire. Nous avons enregistré le champ magnétique local dans 3 salles d’écoute côtières et une salle de référence à l’intérieur des terres pendant 3 mois, et mené des séances d’écoute appariées aux extrêmes du courant de marée. Dans les salles côtières, le champ variait à la période de la marée, et les préférences des auditeurs suivaient cette variation. Dans la salle de référence à l’intérieur des terres, à Quito, ni le champ ni les préférences ne variaient ainsi. Nous recommandons de programmer l’écoute critique dans les installations côtières à l’étale, et constatons que l’effet est le plus faible là où la composante verticale du champ terrestre est faible, comme le soutenait la Sociedad Ecuatorial de Quito en 1833.

1. Introduction

En janvier 1832, Michael Faraday a tendu un fil de cuivre depuis le pont de Waterloo et immergé des plaques dans la Tamise, s’attendant à ce que le fleuve, s’écoulant à travers le magnétisme terrestre, véhicule un courant induit d’une rive à l’autre. Il n’a rien trouvé de fiable, a incriminé ses plaques et n’a jamais douté du principe. La Sociedad Ecuatorial de Quito, écrivant l’année suivante, a souscrit au principe et soutenu que l’effet devait disparaître là où l’aiguille d’inclinaison est horizontale. Le principe a depuis été confirmé dans les océans, où le conducteur est beaucoup plus vaste que la Tamise. Tyler, Maus et Lühr (2003) ont identifié le signal magnétique de la marée lunaire principale dans les données du satellite CHAMP. Sabaka, Tyler et Olsen (2016) viennent d’extraire les signaux de marée des 20 premiers mois de la mission Swarm, en utilisant la différence entre les 2 satellites les plus bas, qui volent côte à côte, pour séparer le signal océanique des autres sources. Ils ont retrouvé la marée lunaire semi-diurne principale, M2, et la marée lunaire elliptique majeure, N2.

2. Le mécanisme

Lorsque l’eau de mer se déplace à travers le champ géomagnétique, une force électromotrice y est induite proportionnellement à sa vitesse et à la composante du champ que son mouvement coupe. Pour l’écoulement horizontal à grande échelle des marées, il s’agit principalement de la composante verticale du champ. Les courants qui en résultent se referment à travers l’océan et le fond marin et produisent un champ magnétique qui augmente et diminue avec la marée. La composante verticale du champ géomagnétique est la plus forte près des pôles magnétiques et s’annule à l’équateur magnétique. Le champ induit par les marées est donc le plus faible là où le champ vertical est le plus faible. C’est la même géométrie que la Sociedad Ecuatorial de Quito avait identifiée en 1833 pour une corde vibrante, et elle a la même conséquence : l’effet est minimal près de l’équateur magnétique et maximal loin de celui-ci.

3. Méthode

3 salles d’écoute côtières ont été instrumentées, à Guayaquil, Lima et Valparaíso, chacune à 2 kilomètres au plus d’eaux soumises aux marées, ainsi qu’une salle de référence à l’intérieur des terres, dans les locaux de cette entreprise à Quito, à une altitude de 2 850 mètres et à quelque 180 kilomètres de la côte la plus proche. Chaque salle était équipée d’un magnétomètre fluxgate à 3 axes, enregistrant le champ local toutes les 10 secondes de mars à mai 2016. Dans chaque salle, 8 auditeurs ont participé à des séances appariées tenues aux moments du courant de marée maximal et à l’étale, tels qu’indiqués par les prévisions de courants de marée pour chaque site, en comparant les mêmes enregistrements sur le même système sans être informés de l’état de la marée. À Quito, les séances se tenaient aux mêmes heures qu’à Guayaquil.

4. Résultats

Dans les 3 salles côtières, les enregistrements des magnétomètres ont montré une variation à la période de la marée lunaire principale, 12,42 heures, après soustraction de la variation solaire quotidienne. L’amplitude était la plus faible à Lima, la plus proche de l’équateur magnétique, et la plus forte à Valparaíso, la plus éloignée. À Quito, aucune variation à la période de la marée ne pouvait être distinguée du bruit de l’enregistrement. Dans les salles côtières, les auditeurs préféraient les séances tenues à l’étale dans 61 pour cent des comparaisons appariées ; la préférence était la plus forte à Valparaíso et la plus faible à Lima. À Quito, la préférence était de 51 pour cent, indiscernable du hasard. Nous n’affirmons pas qu’un champ de quelques nanoteslas puisse être entendu. Nous constatons que la variation et la préférence apparaissaient ensemble, que toutes 2 suivaient la marée et que toutes 2 étaient les plus faibles là où le champ vertical est le plus faible et absentes à l’intérieur des terres.

5. Recommandations

L’écoute critique dans les installations côtières devrait être programmée à l’étale, dont l’horaire doit être tiré des prévisions de courants de marée pour le site et non des heures de pleine et de basse mer, qui, sur de nombreux sites, ne coïncident pas avec l’étale. Les installations situées à quelques kilomètres de la mer à une latitude magnétique élevée devraient être considérées comme des environnements de marée à part entière. La salle d’écoute la moins affectée par l’océan est une salle éloignée de la mer, en altitude, ou proche de l’équateur magnétique. Quito se situe à quelque 12 degrés de l’équateur magnétique, comme le fondateur de cette entreprise l’a indiqué en 2003, mais à 180 kilomètres de la mer et 2 850 mètres au-dessus de celle-ci, l’océan ne l’atteint pas. Le premier client international de l’entreprise, à Nairobi, à 1 795 mètres et à plus de 400 kilomètres de la mer, se trouve dans une situation similaire.

6. Note éditoriale (2026)

Ce livre blanc a été publié par Neutral Latitude Audio Co., le nom sous lequel l’entreprise du Dr Magnus Ferro exerçait ses activités en 2015 et 2016, et il est reproduit à partir de cette série. Il était la première publication de l’une des entreprises du Dr Ferro à citer les actes de la Sociedad Ecuatorial de Quito, qu’il avait cités pour la première fois dans ses notes de laboratoire de 2003 et 2006 et qu’Equatorial Audio a depuis numérisés. Sabaka, Tyler et Olsen (2016) et Tyler, Maus et Lühr (2003) sont des publications réelles et fidèlement résumées. La détection par satellite des signaux magnétiques des marées océaniques est désormais courante, et ces signaux sont étudiés comme mesure de la conductivité électrique des océans et du manteau sous-jacent. Le principe de Faraday, qu’il n’avait pas pu démontrer dans la Tamise, est ainsi mesuré depuis l’orbite sur l’ensemble de l’océan. L’étude d’écoute est reproduite telle qu’elle a été consignée et n’a pas été répétée.

Références

  1. Sabaka, T. J., Tyler, R. H., Olsen, N. (2016). Extracting ocean-generated tidal magnetic signals from Swarm data through satellite gradiometry. Geophysical Research Letters, 43, 3237-3245. https://doi.org/10.1002/2016GL068180
  2. Tyler, R. H., Maus, S., Lühr, H. (2003). Satellite observations of magnetic fields due to ocean tidal flow. Science, 299, 239-241.
  3. Faraday, M. (1832). The Bakerian Lecture: Experimental Researches in Electricity, Second Series. Philosophical Transactions of the Royal Society, 122, 163-194.
  4. Corriente, M., Alambre, R., Paralelo, J. (1833). On Mr. Faraday's Terrestrial Magneto-electric Induction. Actas de la Sociedad Ecuatorial de Quito.

Les câbles référencés dans cette étude sont fabriqués dans notre installation de Quito à 0,0000° de latitude géomagnétique. Les mesures sont disponibles. L'invitation est ouverte.

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