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Des jets supersoniques de plasma détectés pour la première fois dans l’atmosphère terrestre

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Pour la toute première fois, des jets de plasma supersoniques atteignant des températures de 10 000 °C ont été détectés dans l’ionosphère (la haute atmosphère terrestre). Cela a modifié radicalement sa composition chimique.

L’ionosphère est une couche atmosphérique couvrant 75 à 1 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Il y a une centaine d’années, le scientifique norvégien Kristian Birkeland proposait l’idée que de vastes courants électriques alimentés par les vents solaires voyageaient dans cette couche par le champ magnétique terrestre. Plus tard, les premiers satellites envoyés dans la haute atmosphère ont confirmé l’existence de ces courants : ce sont les « courants de Birkeland ».

Les courants de Birkeland sont très puissants. Ceux-ci portent jusqu’à 1 TW d’énergie électrique dans l’atmosphère supérieure, soit l’équivalent d’un tiers de la consommation totale d’énergie des États-Unis chaque année. Ils sont également responsables des aurores boréales et australes qui subliment les pôles Nord et Sud. Désireux d’en savoir plus, l’Agence spatiale européenne (ESA) envoyait en 2013 un trio de satellites Swarm dans l’espace entre l’ionosphère de la Terre et la magnétosphère pour enquêter sur ces fameux courants de Birkeland. Ils ont alors découvert que ces puissants champs électriques pouvaient entraîner des jets de plasma supersoniques : des courants électriques puissants pouvant atteindre les 10 000 °C. Et forcément, ce n’est pas sans conséquence.

« Ces jets peuvent en effet chauffer l’ionosphère à des températures proches de 10 000 °C, et donc modifier radicalement sa composition chimique », explique Bill Archer, de l’Université de Calgary. « Ils portent également les courants de l’ionosphère vers le haut, à des altitudes plus élevées où l’excitation supplémentaire peut entraîner une perte de matière dans l’espace ». Les chercheurs ont également confirmé que ces courants étaient plus forts dans l’hémisphère nord et qu’ils variaient selon la saison (ils sont plus intenses en hiver).

Depuis leur lancement en 2013, les satellites Swarm ont été en mesure de démêler les différents signaux magnétiques qui découlent du noyau de la Terre, du manteau, de la croûte, des océans, de l’ionosphère et de la magnétosphère. Swarm nous ouvre depuis maintenant quatre ans les yeux sur le fonctionnement très complexe de notre planète, du cœur aux plus hautes couches atmosphériques. Et plus nous « ferons connaissance » avec notre planète, plus nous serons en mesure d’appréhender et de répondre à ses humeurs.

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