Un nouveau modèle 3D révèle des structures géophysiques sous la Grande-Bretagne

Les données magnétotelluriques (MT), qui contiennent des mesures des variations des champs électriques et magnétiques à la surface de la Terre, fournissent un aperçu de la résistivité électrique de la croûte terrestre et du manteau supérieur. Les changements de résistivité, ou la capacité à conduire un courant électrique, peuvent indiquer la présence de caractéristiques géologiques telles que des intrusions ignées ou des bassins sédimentaires, ce qui signifie que les levés MT peuvent compléter d’autres types de levés géophysiques pour aider à révéler le sous-sol de la Terre. En outre, de telles enquêtes peuvent jouer un rôle important dans une meilleure compréhension des risques que la météorologie spatiale fait peser sur les infrastructures humaines.

Dans leur article publié dans le Journal de recherche géophysique : Terre solideAideliz Montiel-Álvarez et ses collègues présentent le premier modèle de résistivité électrique 3D de Grande-Bretagne, basé sur des données MT sur de longues périodes (utilisant des mesures recueillies chaque seconde pendant 4 à 6 semaines à la fois) provenant de toute l’île. Leur modèle, appelé BERM-2024, pointe vers de nouvelles structures tectoniques et géologiques déjà reconnues et probables. Les auteurs modélisent également les effets d’une récente tempête solaire sur le champ géoélectrique terrestre, validant ainsi l’utilité des approches basées sur la MT pour la prévision de l’impact de la météorologie spatiale.

Le modèle de résistivité électrique BERM-2024 est basé sur les données MT de 69 sites en Grande-Bretagne, y compris des ensembles de données nouveaux et existants. La création du modèle final impliquait le traitement des données brutes de la série chronologique et la prise en compte de « l’effet côtier » provoqué par la conductivité de l’eau de l’océan lors de l’inversion des données, ou le calcul des causes basées sur les observations.

Les tests de sensibilité du nouveau modèle indiquent qu’il résout les caractéristiques jusqu’à des profondeurs de 200 kilomètres (125 miles), dont de nombreuses connues grâce à d’autres levés géophysiques et observations géologiques. Elle révèle également de nouvelles anomalies, notamment des zones hautement conductrices sous le Southern Uplands Terrane d’Écosse et une anomalie résistive sous l’île d’Anglesey. Plus intrigant, une grande anomalie conductrice jusqu’alors inconnue apparaît dans leur modèle entre 85 et 140 kilomètres (52 à 87 miles) sous la région des West Midlands.

Les auteurs ont testé l’utilité de leur modèle de résistivité pour estimer le champ électrique à la surface de la Terre, élément clé dans la prévision des effets des courants induits géomagnétiquement par la météorologie spatiale. Pour ce faire, ils ont obtenu une série chronologique du champ électrique horizontal à travers la Grande-Bretagne lors d’une tempête solaire survenue les 10 et 11 octobre 2024, qui a conduit à des aurores boréales lumineuses dans l’hémisphère nord. Ils ont trouvé un bon accord entre leurs séries chronologiques modélisées et celles mesurées dans les observatoires, indiquant que les modèles de résistivité électrique sont un outil pouvant fournir des informations précises pour la planification de l’impact de la météorologie spatiale.

Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation d’Eos, hébergé par l’American Geophysical Union. Lisez l’histoire originale ici.