Dans la vase au fond des étangs vivent des bactéries qui portent en elles de minuscules aiguilles magnétiques. Ces aiguilles sont des chaînes de cristaux de magnétite, et elles aident les bactéries à nager le long du champ magnétique terrestre, comme l'aiguille d'une boussole, à la recherche de meilleures conditions. Quand les bactéries meurent, les chaînes restent dans le sédiment et peuvent se conserver pendant des millions d'années.
Les géologues trouvent de telles chaînes dans les roches anciennes et grâce à elles, ils savent quand la vie est apparue sur Terre. Mais comment distinguer une chaîne assemblée par une bactérie vivante d'un amas aléatoire de particules magnétiques ? Il s'avère que les chaînes biogènes ont des propriétés magnétiques particulières. Les scientifiques mesurent comment ces particules s'aimantent et se désaimantent, et par la forme des courbes, ils déterminent s'il s'agit de vie.
Jusqu'à présent, les calculs étaient faits pour des particules sphériques, mais chez de nombreuses bactéries, les cristaux sont allongés, comme des grains de riz. Dans ce nouveau travail, on a dérivé des formules simples pour l'interaction de ces petits aimants allongés et on a calculé comment se comportent des chaînes entières formées de tels cristaux. Cela permettra de lire plus précisément les archives magnétiques de la Terre.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.16861
Magnetotactic bacteria synthesize linear chains of magnetite nanoparticles within their bodies, which allow the bacteria to navigate the Earth's magnetic field in search of the best habitat. Biogenic magnetite particles, called magnetosomes, are very promising for use in biomedicine. Magnetosome chains have also been found in ancient fossils and sediments. The study of magnetofossils provides valuable information about the Earth's biological past. The presence of biogenic magnetite in ancient rock samples can be detected by measuring ferromagnetic resonance spectra, first-order magnetization reversal curves, or quasi-static hysteresis loops. Theoretical analyses of these experiments generally assume that magnetosomes are spherical nanoparticles, although the shape of some types of magnetosomes is close to spheroidal one. In this work, simple formulas for describing the magneto-dipole interaction of oriented spheroids are obtained and quasi-static hysteresis loops of randomly oriented magnetosome chain assembly consisting of elongated spheroids are calculated.
Les magnétosomes sont si stables qu'on les trouve dans des roches vieilles de plus de 2 milliards d'années, et ils conservent encore leur aimantation.