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Qu'est-ce que le vent solaire ?

 
Par Blandine Vicent, Traductrice. 7 février 2022
Qu'est-ce que le vent solaire ?

En 1989, le Québec a connu une importante panne d'électricité qui a privé d'électricité 6 millions de personnes au Canada et aux États-Unis. Cette panne a duré 9 heures, et elle n'a pas seulement affecté cette zone, mais aussi les satellites de défense et de communication, dont les orbites ont été modifiées.

Lorsque l'on a commencé à chercher la cause de la panne, on a découvert qu'elle était due au vent solaire et à son effet sur la Terre, ce qui a donné naissance à une nouvelle science connue sous le nom de météo spatiale, une discipline allant de la science à la technologie et ayant des implications sociales.

Dans cet article ProjetÉcolo, nous expliquons ce qu'est le vent solaire et comment il affecte la Terre, en détaillant tout ce qu'il y a à savoir sur ce phénomène peu connu.

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Vent solaire et tempête solaire

Depuis la Terre, le Soleil nous apparaît comme une énorme boule inamovible dont la luminosité est constante. C'est loin d'être le cas : à sa surface, il y a des explosions continuelles et d'autres phénomènes qui provoquent des proéminences, des éruptions et des émissions de sa masse.

Dans chacune de ces explosions, le Soleil libère une grande quantité d'énergie, une énergie équivalente au largage de plus de 35 000 bombes atomiques comme celle d'Hiroshima. Avec elles, les particules solaires sont lancées dans l'espace, ainsi que les champs magnétiques qui nous affectent lorsqu'ils atteignent la Terre. Ces champs magnétiques provoquent des changements majeurs sur la Terre et son environnement, c'est-à-dire l'atmosphère, l'ionosphère ou la magnétosphère, mais les effets se font également sentir à la surface de la Terre elle-même.

Le comportement du Soleil change tous les 11 ans, dans un système similaire aux saisons de la Terre. Il y a des périodes plus calmes et des périodes plus actives, et en ce sens, nous pouvons distinguer deux "météorologies solaires" :

  • Tempête solaire : aussi connue sous le nom de tempête géomagnétique ou éruption solaire, qui pourrait être comparée à un ouragan ou une tornade terrestre, le résultat de ces grandes explosions sur le Soleil.
  • Vent solaire : le flux continu que le Soleil émet lorsqu'il est en période de calme.

Dans tous les cas, le Soleil et son magnétisme interagissent avec le magnétisme de la Terre, le faisant interagir et le déformant, créant à son tour des courants d'électricité dans l'atmosphère de surface de la Terre.

Qu'est-ce que le vent solaire ? - Vent solaire et tempête solaire

Le vent solaire et ses effets sur la Terre

Comme nous l'avons expliqué au début, la panne d'électricité au Québec en 1989 a marqué un tournant dans l'étude des effets du vent solaire sur la Terre. Cependant, il existe d'innombrables témoignages des effets de l'émission de masse solaire sur notre planète et, en particulier, sur les systèmes technologiques.

Nous expliquons ci-dessous les différents systèmes technologiques qui sont affectés par le vent solaire :

  • Technologie d'interprétation géologique.
  • Réseaux à haute tension.
  • Oléoducs et gazoducs.
  • Télécommunications sur de longues distances.
  • Systèmes de signalisation des trains.

Certains de ces systèmes s'expliquent par les interférences qu'ils provoquent dans le champ magnétique, d'autres par les altérations qu'ils produisent dans les matériaux conducteurs dont ils sont constitués. Mais, en plus de tout ce qui précède, il existe également d'autres technologies qui sont affectées par la modification de l'amplitude et de la phase des ondes électromagnétiques, par exemple, les systèmes de navigation et de communication, qui peuvent provoquer des erreurs de GPS.

Mais les particules solaires n'affectent pas seulement la surface ; l'atmosphère terrestre et la magnétosphère nous protègent de leur rayonnement, mais les astronautes, lorsqu'ils quittent cette couche protectrice, sont exposés à leur haute énergie, qui peut provoquer des mutations génétiques et des mutations de l'ADN.

Magnétosphère et vent solaire

La magnétosphère est l'une des nombreuses couches qui enveloppent la Terre. Dans ce cas, il s'agit de l'atmosphère terrestre, la plus externe et la plus grande, qui commence à 500 km de la surface et s'étend dans l'espace jusqu'à plus de 60 000 km. Il ne s'agit en fait que d'un champ magnétique produit à l'intérieur de la Terre. Notre planète possède un noyau de fer à très haute température qui, avec la rotation de la Terre, comme une dynamo, transforme la planète en un grand aimant, avec un champ magnétique et des pôles magnétiques.

Ce phénomène n'est pas spécifique à la Terre ; en fait, d'autres planètes de notre propre système, comme Saturne, Jupiter, Neptune et Uranus, en sont également pourvues, mais celle de la Terre est la plus forte de toutes, empêchant une grande partie du vent solaire de la traverser.

Importance de la magnétosphère

Comme nous l'avons dit, la magnétosphère est un élément indispensable à la vie sur notre planète et son importance est due à son rôle de bouclier contre les particules solaires. Les recherches scientifiques montrent que sans la magnétosphère, la vie sur notre planète aurait été impossible, car la quantité d'eau existante sur Terre aurait disparue. En fait, on pense que quelque chose de similaire s'est produit sur Mars.

Qu'est-ce que le vent solaire ? - Magnétosphère et vent solaire

Vent solaire et aurores polaires

Les aurores polaires sont l'un des spectacles les plus spectaculaires et merveilleux que l'on puisse observer sur Terre, un phénomène qui fascine l'humanité depuis l'Antiquité. Il s'agit d'une lueur ou d'une luminescence qui apparaît dans le ciel nocturne aux pôles ou à proximité. Lorsqu'elles se produisent dans l'hémisphère sud, elles sont connues sous le nom d'aurores australes, tandis qu'au nord, elles sont appelées aurores boréales.

Nous allons parler des aurores polaires, car elles sont intimement liées au magnétisme terrestre, au vent solaire et à tous les concepts que nous avons abordés tout au long de cet article. Les aurores polaires sont créées lorsque les particules émises par le Soleil - le vent solaire - entrent en collision avec la magnétosphère et la traversent. Ces particules sont stockées dans le champ magnétique, et lorsque cette énergie devient impossible à stocker, elle se déclenche sous forme de rayonnement électromagnétique, qui finit par provoquer ces effets lumineux saisissants.

Les aurores polaires ne sont pas toujours les mêmes, elles sont très changeantes et peuvent avoir des couleurs, des formes et des structures différentes. On peut donc trouver de nombreuses variations, mais une aurore boréale typique ressemble généralement à ceci :

  • À la tombée de la nuit, un arc allongé apparaît, s'étendant sur l'horizon, généralement d'est en ouest.
  • Vers minuit, cet arc augmente en luminosité, et des vagues se forment à travers l'arc et des faisceaux lumineux allongés.
  • Le ciel entier commence à se couvrir de ces rayons, spirales et bandes de lumière, qui se déplacent à travers l'horizon.
  • Elle dure habituellement entre quelques minutes et quelques heures, il n'y a pas de durée fixe.
  • À l'approche de l'aube, ces lumières disparaissent, ne laissant que des parties du ciel éclairées.
Qu'est-ce que le vent solaire ? - Vent solaire et aurores polaires

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