Environ une fois tous les mille ans, la Terre est frappée par un événement solaire extrême qui peut causer de graves dommages à la couche d’ozone et augmenter les niveaux de rayonnement ultraviolet (UV) à la surface. Au cours du siècle dernier, le pôle nord magnétique s’est déplacé à travers le nord du Canada à une vitesse d’environ 40 kilomètres par année, et le champ s’est affaibli de plus de 6 %. Les archives géologiques montrent qu’il y a eu des périodes de plusieurs siècles ou millénaires où le champ géomagnétique était très faible, voire complètement absent.
Le champ magnétique terrestre constitue un cocon protecteur vital en déviant le rayonnement chargé électriquement du Soleil. Dans son état normal, il fonctionne comme un barreau magnétique géant, avec des lignes de champ s’élevant d’un pôle, s’enroulant autour de lui et replongeant vers l’autre pôle, selon un motif parfois appelé «pamplemousse inversé». L’orientation verticale au niveau des pôles permet à une partie du rayonnement cosmique ionisant de pénétrer jusqu’à la haute atmosphère, où il interagit avec les molécules de gaz pour créer la lueur que nous appelons l’aurore.
Nous pouvons voir ce qui se passerait sans le champ magnétique terrestre en regardant Mars, qui a perdu dans un passé lointain son champ magnétique global et, par conséquent, une grande partie de son atmosphère. En mai, peu après l’aurore, Mars a été frappée par un puissant événement de particules solaires. Cela a perturbé le vaisseau spatial Mars Odyssey et a provoqué des niveaux de rayonnement à la surface de Mars environ 30 fois supérieurs à ceux que vous obtiendriez avec une radiographie pulmonaire.
L’atmosphère extérieure du Soleil émet un flux constant et fluctuant d’électrons et de protons appelé « vent solaire ». Cependant, la surface du Soleil émet aussi occasionnellement des sursauts d’énergie, principalement des protons, lors d’événements de particules solaires souvent associés aux éruptions solaires.
Les protons sont beaucoup plus lourds que les électrons et transportent plus d’énergie, ils atteignent donc des altitudes plus basses dans l’atmosphère terrestre, excitant les molécules de gaz dans l’air. Cependant, ces molécules excitées n’émettent que des rayons X, invisibles à l’œil nu.
Des centaines d’événements impliquant des particules solaires faibles se produisent à chaque cycle solaire (environ 11 ans), mais les scientifiques ont trouvé des traces d’événements beaucoup plus forts tout au long de l’histoire de la Terre. Certains des plus extrêmes étaient des milliers de fois plus puissants que tout ce qui était enregistré par les instruments modernes.
Des événements extrêmes liés aux particules solaires se produisent environ tous les quelques millénaires. La plus récente s’est produite vers 993 après JC. et a été utilisé pour montrer que les bâtiments vikings au Canada utilisaient du bois abattu en 1021 après JC.
Au-delà de l’effet immédiat, les événements de particules solaires peuvent également déclencher une chaîne de réactions chimiques dans la haute atmosphère qui peuvent appauvrir la couche d’ozone. L’ozone absorbe les rayons ultraviolets nocifs du soleil, qui peuvent endommager la vision et l’ADN (augmentant le risque de cancer de la peau), et également affecter le climat.
Un tel événement pourrait épuiser les niveaux d’ozone pendant environ un an, augmentant ainsi les niveaux d’UV en surface et augmentant les dommages à l’ADN. Mais si un événement de protons solaires se produit pendant une période où le champ magnétique terrestre est très faible, les dommages causés par l’ozone dureront six ans, augmentant les niveaux d’UV de 25 % et augmentant le taux de dommages à l’ADN induits par le soleil jusqu’à 50 %.
La période la plus récente de faible champ magnétique, comprenant une inversion temporaire des pôles nord et sud, a commencé il y a 42 000 ans et a duré environ 1 000 ans. Plusieurs événements évolutifs majeurs se sont produits à cette époque, comme la disparition des derniers Néandertaliens en Europe et l’extinction de la mégafaune marsupiale, notamment les wombats géants et les kangourous en Australie.
Un événement évolutif encore plus important a également été associé au champ géomagnétique terrestre. L’origine des métazoaires à la fin de la période Édiacarienne (il y a 565 millions d’années), enregistrée dans les fossiles des Flinders Ranges en Australie méridionale, s’est produite après une période de 26 millions d’années de champs magnétiques faibles ou absents.
De même, l’évolution rapide de divers groupes d’animaux lors de l’explosion cambrienne (il y a environ 539 millions d’années) a également été liée au géomagnétisme et aux niveaux élevés de rayonnement ultraviolet. L’évolution simultanée des yeux et des coquilles dures dans plusieurs groupes non liés a été décrite comme le meilleur moyen à la fois de détecter et d’éviter les rayons UV nocifs entrants, en «fuite devant la lumière».
Des astronomes américains ont découvert que les ondes de choc présentes dans la structure du vent solaire peuvent entrer en collision avec la magnétosphère terrestre et, dans certains cas, générer non seulement des aurores brillantes, mais aussi de puissants courants électriques à la surface de la Terre qui peuvent endommager les réseaux électriques. , rapporte la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
En règle générale, de telles défaillances dans le fonctionnement des réseaux électriques se produisent généralement lors de puissantes tempêtes géomagnétiques, comme ce fut le cas, par exemple, en mars 1989 au Canada. Cependant, des ondes de choc plus faibles, mais fréquentes, peuvent constituer une menace sérieuse pour les réseaux conducteurs au sol.
Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en étudiant comment diverses manifestations de la météorologie spatiale affectaient l’état d’un gazoduc dans le sud de la Finlande, situé à proximité de la communauté de Mantäsälä. Une partie importante de ce gazoduc est située à l’intérieur de la zone où se produisent les aurores boréales. Cela lui permet d’être utilisé comme instrument scientifique capable de surveiller les courants électriques générés à la surface de la Terre sous l’influence de la «météo spatiale».
Les experts ont étudié l’évolution des caractéristiques électriques de ce gazoduc entre 1995 et 2023. Les chercheurs ont comparé ces mesures avec diverses manifestations de «météo spatiale» enregistrées par les sondes Wind et ACE à proximité immédiate du pôle nord terrestre lors d’éruptions particulièrement brillantes d’aurores boréales.
Au total, les chercheurs ont étudié trois cents incidents de ce type, dont l’analyse des propriétés a indiqué que, dans certains cas, des courants électriques inhabituellement forts sont apparus dans le gazoduc, provoqués par la collision des ondes de choc du vent solaire avec la magnétosphère terrestre. La force de ce courant a été déterminée par l’angle auquel l’onde de choc est entrée en collision avec la coque magnétique de la planète, ainsi que par la position du pôle magnétique nord par rapport au Soleil et à Mantyasalya.
Comme le notent les astronomes, pour une certaine combinaison d’angle d’impact et de position du pôle nord magnétique, l’intensité de ces courants électriques induits peut dépasser 20 ampères, ce qui peut constituer une menace importante pour les réseaux électriques et les équipements sensibles. Cela doit être pris en compte lors de la construction d’infrastructures tant dans l’Arctique que dans les régions voisines de la Terre, ont conclu les chercheurs.
Une puissante tempête magnétique qui a frappé la Terre en mai 2024 a provoqué des aurores boréales même là où elles ne sont presque jamais observées, par exemple dans le nord du Mexique et en Russie – en Crimée. Cela a également perturbé les satellites GPS, rendant la tâche difficile aux agriculteurs américains; beaucoup ont été contraints d’interrompre la campagne de semis. Mais ce qui peut déjà être qualifié de «cloches» plus alarmantes est la formation d’une série d’ouragans.
Des scientifiques de l’Université d’État de Floride ont reconstitué les données sur les tempêtes dans la région nord-est du golfe du Mexique. Ils ont ensuite comparé ces données avec les variations des niveaux de rayonnement solaire total. L’activité solaire a été surveillée par les cernes des arbres – comme on le sait, ses pics et ses creux sont indiqués par la teneur en carbone 14 du bois. Les résultats ont montré qu’au cours des 5 500 dernières années, pendant certaines périodes (11 cas), la fréquence de formation de cyclones tropicaux a fortement augmenté de 40 %. Ces périodes avaient une chose en commun: le Soleil était agressif.
Les scientifiques émettent l’hypothèse qu’un Soleil plus actif envoie plus d’énergie à la Terre, ce qui réchauffe les océans et alimente les tempêtes tropicales. Aujourd’hui, le luminaire est en route vers son maximum. En mai, une tempête magnétique d’une puissance de G4 sur une échelle de 5 points a été enregistrée sur la planète. Les experts l’ont qualifié de «fort».
Ces résultats ont été publiés à une époque où la saison des ouragans avait déjà commencé en Amérique. Cela promet d’être un record: les météorologues s’attendent à au moins 20 tempêtes. Les scientifiques ont noté qu’outre le rayonnement solaire, leur intensification est également facilitée par les températures élevées dans l’océan Atlantique (proches des niveaux records), le développement des conditions météorologiques de La Niña dans l’océan Pacifique, l’affaiblissement des alizés dans l’Atlantique et la diminution du vent. cisaillement, rapporte le portail Internet MIR24 avec un lien vers Science Direct.
Les éruptions de plasma sombre, également appelées éruptions solaires «froides», ont 60 % de chances de provoquer des coupures de radio sur Terre, a rapporté le Daily Mail, citant des données de l’Administration nationale américaine des océans et de l’atmosphère (NOAA). “L’épidémie pourrait perturber les communications radio, aériennes et par satellite si elle se produit au moins vendredi”, écrit le journal.
Selon la NOAA, citée dans la publication, la probabilité de pannes de communication radio sur Terre en raison d’éruptions cutanées est de 60 pour cent.
Les éruptions solaires dites «froides», avec une température inférieure à celle des éruptions «chaudes», n’ont fait l’objet d’études sérieuses de la part des astrophysiciens qu’au cours de la dernière décennie. Ils semblent avoir au moins autant de rayonnement micro-ondes que les éruptions solaires «chaudes», et produisent également des fréquences de pointe plus élevées de rayonnement gyrosynchrotron – la forme exacte de rayonnement responsable de l’émission radio intense et destructrice de l’éruption.
Par exemple, une éruption solaire de la tache solaire AR3738 s’est produite samedi soir (13 juillet) à 22 h 34 HE (02 h 34 TU le 14 juillet), et l’observatoire de la dynamique solaire de la NASA a capturé la scène dynamique depuis l’espace. L’éruption a provoqué des pertes de radio sur ondes courtes en Australie, en Asie du Sud-Est et au Japon peu après l’éruption. Ces pertes se produisent souvent après de puissantes éruptions solaires en raison des intenses éclats de rayons X et de rayonnement ultraviolet extrême émis lors de ces événements.
Le rayonnement des éruptions solaires se propage vers la Terre à la vitesse de la lumière et ionise (charge électriquement) la haute atmosphère à son arrivée. Cette ionisation crée un environnement plus dense pour le passage des signaux radio à haute fréquence et à ondes courtes afin de faciliter les communications longue distance. Lorsque les ondes radio interagissent avec les électrons des couches ionisées, elles perdent de l’énergie en raison de l’augmentation des collisions, ce qui peut dégrader ou absorber complètement les signaux radio.