Entre le pôle nord magnétique qui se balade et le champ magnétique terrestre qui peut s’inverser (pôle nord magnétique au sud et pôle sud magnétique au nord), il est facile de perdre la boule (lire les articles précédents : Nord ou Sud ? Telle est la question et Quand le pôle nord se balade). A quoi bon ? direz-vous. A part donner un repère spatial via la boussole ou le mystérieux 6e sens de certains animaux migratoires (oiseaux, tortues…), à quoi bon ? pourrait raisonner l’internaute lambda, l’incurieux, le passif. Malheureux ! Sans le champ magnétique, il serait fort probable qu’aucune vie n’aurait éclose à la surface de la Terre. Grâce à la magnétosphère qui nous protège du vent solaire, la Vie est là dans toute sa splendeur. Quoi ? Quoi ? Qu’est ce que ce charabia ?

Qu’est ce que le vent solaire ?

Le vent solaire s’échappe de la surface du Soleil. En permanence. Dans toutes les directions. Le Soleil se dépouille donc continuellement d’une partie de sa matière sous forme d’un flot de particules chargées électriquement (protons et électrons en majorité) qui balaye l’ensemble du système solaire. Ce flux continu s’accompagne de rayonnements de haute énergie (rayons gamma, X, UV). Chaque jour, 1,6 millions de tonnes de particules sont projetées à travers l’espace interstellaire ! Jusqu’aux limites du système solaire. Il délimite l’héliosphère ou « zone d’influence » du soleil. Bien que ce vent soit très peu dense (10 particules par centimètre cube), il est très rapide. Atteignant une vitesse supersonique (qui se déplace plus vite que les ondes sonores) de l’ordre de 300 à 800 km/s (300 km/s = 1 080 000 km/h et 800 km/s = 2 880 000 km/h ! Rappel de la distance moyenne Soleil – Terre :149 597 870,691 km).

L’impact du vent solaire est loin d’être négligeable. C’est lui qui est à l’origine du remodelage des roches à la surface de la Lune. C’est lui qui dévie la queue des comètes. Il peut créer des magnifiques aurores boréales et provoquer des terribles orages magnétiques au voisinage de la Terre. Heureusement que nous sommes protégés par la magnétosphère !

[Source image]

Qu’est ce que la magnétosphère ?

Le champ géomagnétique ne se limite pas aux pôles nord et sud. Il existe une région située bien au delà de l’atmosphère terrestre, appelée la magnétosphère. Dans cette zone, le mouvement des particules est régi par les lignes du champ magnétique terrestre. La Terre constitue un obstacle sur lesquelles viennent s’écraser les particules du vent solaire. Entrainant une déformation de la magnétosphère : aplati dans la direction du Soleil (côté jour) et fortement étiré dans la direction antisolaire (côté nuit). Ce qui lui confère une forme reconnaissable entre toutes : celle d’une araignée géante. Dans l’espace. En orbite autour du Soleil. La queue de la magnétosphère peut s’étirer sur une distance de plusieurs centaines de milliers de kilomètres (au delà de la distance de la Terre à la Lune) ! Au sein de cette zone, nous pouvons distinguer plusieurs zones différentes présentées rapidement ci-dessous.

[Source image]

• Onde de choc : résulte de la confrontation des particules très énergétiques du vent solaire sur la magnétosphère.
• Magnétogaine : contient essentiellement des particules du vent solaire. Ici, le champ magnétique présente de grandes fluctuations en intensité et en direction.
• Magnétopause : constitue la limite de l’influence du champ magnétique terrestre.
• Cornets polaires : régions où des particules du vent solaire peuvent trouver un accès direct vers la magnétosphère interne.

Sachez simplement que la magnétosphère est très différente selon que nous nous plaçons du côté jour de la Terre ou du côté nuit. De plus les frontières entre les différentes zones ne sont pas rigides. Elles se déplacent et se déforment en permanence. Parfois en quelques jours, parfois en quelques minutes. Une zone particulière, les cornets polaires, est à l’origine des aurores. Ils sont placés de part et d’autres de la Terre, au niveau des pôles. Les cornets polaires agissent comme des entonnoirs dans lesquels les particules électrisées du vent solaire sont captées et canalisées avant d’exciter des atomes de la haute atmosphère terrestre (ionosphère). D’où l’apparition des aurores ! Boréales dans l’hémisphère nord et australes dans l’hémisphère sud. Sachant que la nature des atomes excités (oxygène, azote, hydrogène…) dépend de l’altitude, la couleur dépendra également de l’altitude. Ce qui explique en partie les variations des nuages (teintes, draperies, rideaux, arcs, rayons… ) qui se déploient dans le ciel à des altitudes comprises entre 80 et 1000 km.

[Source image]

En quoi sommes nous concernés ?

Comme nous l’avons vu, la magnétosphère forme une frontière étanche où le vent solaire ne peut pénétrer. Du moins en théorie puisqu’il existe certaines failles comme les cornets polaires. Or, les particules en provenance du Soleil ne sont pas seulement chargées électriquement. Elles sont également accompagnées d’un flux de rayonnements de haute énergie. A savoir : rayons gamma, rayons X et ultraviolets (UV). Tous néfastes pour la Vie car ils peuvent agir en profondeur. En modifiant la structure même de l’ADN, par mutations plus ou moins grave. En clair, ces rayons extermineraient toute forme de vie ! Par ailleurs, le vent solaire peut provoquer des orages magnétiques et donc paralyser les satellites tournant en orbite autour de la Terre. Voir les détruire. Sans oublier la question des inversions magnétiques). Elles se caractérisent par un affaiblissement du champ géomagnétique. Quel serait l’impact sur la magnétosphère ? Et donc sur sa capacité de nous protéger des particules solaires très énergétiques ? Si la morphologie de la magnétosphère est assez bien connue, sa façon d’évoluer, ses changements brutaux de configuration, l’évolution de ses frontières sont encore mal compris. Ainsi que les interactions entre le champ magnétique terrestre et le vent solaire. Mieux comprendre ce système permettrait de mieux anticiper les périodes critiques (inversions magnétiques, orages magnétiques…). Il reste encore du boulot à faire !

En savoir plus…
– Les relations Soleil – Terre

Dossier « Les pôles »
– Nord ou Sud ? Telle est la question
– Quand le pôle nord se balade