Qu'est-ce qu'un orage magnétique ?

La Terre possède un champ magnétique qui la protège des rayonnements du Soleil et de l'espace lointain. Ce champ est appelé bouclier magnétique. Le bouclier assure l'existence de la biosphère et de la vie sur Terre. Les planètes dépourvues de champ magnétique sont considérées comme mortes par rapport à la Terre, même s'il peut y avoir des signes de vie.

De temps à autre, des phénomènes actifs se produisent sur le Soleil : éjections de masse, éruptions et ondes de choc. Ces phénomènes produisent des particules énergétiques qui s'envolent du Soleil dans toutes les directions, y compris vers la Terre, et pénètrent dans la magnétosphère. Lorsque l'onde de choc qui précède l'éjection de masse entre en collision avec la magnétosphère, le champ magnétique terrestre commence à se perturber, à osciller et à trembler. Ce processus est appelé orage magnétique.

Les orages magnétiques sont de nature planétaire et ont un impact global sur la Terre et l'espace proche de la Terre. Au cours d'un orage, l'ensemble du champ magnétique de la Terre est perturbé. Ces perturbations entraînent divers phénomènes. Toutes les couches de l'atmosphère terrestre, de l'ionosphère, de la plasmasphère et de la magnétosphère subissent des changements. Des flux de particules énergétiques et des courants apparaissent.

Quels sont les effets des orages magnétiques sur la surface de la Terre ?

L'effet d'induction d'un orage magnétique se répercute sur la surface de la Terre et affecte les systèmes conducteurs étendus : lignes électriques, pipelines, etc. Cela peut entraîner des catastrophes.

L'une de ces catastrophes s'est produite en mars 1989, lorsque des transformateurs de la province canadienne du Québec, y compris la capitale Ottawa, ont brûlé dans le réseau électrique provincial en raison des courants électriques induits par un orage magnétique. L'atmosphère terrestre s'est réchauffée, a gonflé et a augmenté. Les satellites volant à basse altitude ont changé d'orbite et certains ont été perdus. Il a donc fallu les rechercher et reconstruire la constellation. Un orage magnétique dure généralement de quelques heures à une journée. Dans le cas du Québec, l'orage a duré neuf heures.

D'autres phénomènes dus aux orages magnétiques sont les aurores. Aux pôles, le champ magnétique pénètre dans la Terre sous forme de lignes de champ ouvertes. Le bouclier magnétique de la Terre empêche les particules énergétiques de pénétrer et protège la Terre en interdisant aux particules de se déplacer à travers le champ. Cependant, les particules énergétiques peuvent pénétrer au niveau des pôles magnétiques. Lorsqu'elles pénètrent dans l'atmosphère, elles interagissent avec les atomes de l'atmosphère et créent une lueur colorée que nous appelons les lumières polaires.

Les orages magnétiques sont-ils si dangereux ?

L'importance des orages magnétiques augmente au fil des ans en raison de l'expansion de la technosphère terrestre. Auparavant, l'humanité n'observait que des aurores, dont la plus puissante a été enregistrée en 1859. L'astronome anglais Richard Carrington a observé l'éruption solaire la plus puissante de l'histoire des observations, associée à des aurores presque partout sur la Terre, y compris à l'équateur. En 1859, la Terre ne disposait pas d'une technosphère aussi étendue, de satellites et de lignes électriques, de sorte que ces phénomènes n'ont pas été ressentis aussi clairement. Mais en 1989, alors que l'humanité avait déjà lancé des satellites et développé des lignes électriques et des pipelines, l'orage magnétique est devenu très important et a fortement affecté le réseau électrique du Québec.

La technosphère terrestre est en expansion. De nombreuses technologies actuelles, dont le GPS, sont basées sur des satellites, et ces derniers sont très sensibles à l'activité solaire. L'électronique peut tomber en panne à cause de l'exposition aux particules énergétiques. Plus nous mettons en œuvre la technologie des satellites et plus nous construisons des lignes électriques, plus les orages magnétiques sont tangibles pour la Terre. L'effet d'induction des orages dépend de la taille de ces systèmes. Cela suggère que lors de la conception, de la création de systèmes satellitaires et de l'expansion de la technosphère, nous devons prendre en compte des facteurs qui n'étaient pas pris en compte auparavant. D'autre part, nous devons observer l'activité du Soleil et les perturbations géomagnétiques qui en découlent sur la Terre.

Quel est le danger des orages magnétiques pour l'homme ?

Lors d'un orage magnétique, l'environnement change, l'atmosphère se réchauffe, ce qui peut entraîner des changements de pression dans l'atmosphère terrestre. Selon les médecins, ces changements peuvent affecter la santé des personnes dont l'adaptation est affaiblie.

Selon les statistiques, pendant les orages magnétiques, le nombre d'appels d'ambulance dus à la détérioration du bien-être des personnes souffrant de maladies cardiovasculaires augmente d'environ 20 %. En même temps, les perturbations du champ magnétique qui se produisent sur la Terre sont négligeables par rapport au champ lui-même. Le plus souvent, elles représentent environ 1/300-1/1000e du champ lui-même. Mais l'effet est de nature planétaire. Le cerveau humain a des résonances qui coïncident avec les résonances de l'ionosphère, soit environ 10 Hz. Le cœur humain a également des résonances qui coïncident avec les résonances de la magnétosphère, soit environ 1 Hz. Si les régions de résonance de l'ionosphère et de la magnétosphère sont excitées et que la densité du rayonnement électromagnétique y augmente, cela peut avoir un impact sur la santé des personnes malades. Ces relations sont aujourd'hui activement étudiées par les médecins et les biophysiciens.

Quelle est la fréquence des orages magnétiques ?

L'activité du Soleil suit un cycle de 11 ans. Cela signifie qu'il s'écoule environ 11 ans entre le minimum et le minimum, et entre le maximum et le maximum de l'activité. Les maxima d'activité peuvent être faibles ou élevés. Si le maximum du cycle est élevé, le Soleil connaît des éruptions et des éjections de masse.

Fin novembre 2003, une puissante région active du Soleil est passée au-dessus du disque solaire pendant deux semaines. Elle a produit une série d'éruptions et d'éjections de masse qui ont provoqué de puissants orages magnétiques sur Terre et une augmentation de l'activité géomagnétique pendant une semaine entière. De tels événements extrêmes sont rares, environ une fois tous les 50 ans, et peuvent entraîner des catastrophes comme celle qui s'est produite au Québec.

Peut-on prévoir les orages magnétiques ?

À l'heure actuelle, les astronomes étudient les possibilités de prévision de la météo spatiale et l'ensemble des phénomènes qui se produisent dans le système Soleil-Terre. Pour prévoir la météo, il faut disposer d'informations sur le Soleil, ses régions actives, leur configuration magnétique et la possibilité d'éruptions et de sursauts. Si une éruption a déjà eu lieu, elle voyage jusqu'à la Terre pendant deux à trois jours, en fonction de sa vitesse. Pendant ce temps, il est possible de comprendre de quel type d'éruption il s'agit, dans quelle partie du Soleil elle s'est produite et de prévoir ses effets. En règle générale, la partie droite du Soleil est la plus géo-efficace.

L'axe magnétique de la Terre est incliné par rapport à l'axe de rotation. À bien des égards, l'effet des orages magnétiques dépend de la puissance et de la vitesse de l'éjection de masse, ainsi que de l'orientation de cet axe par rapport à la direction de l'éjection au moment de la collision de la Terre avec le nuage de plasma. L'axe magnétique est incliné d'environ 11 degrés par rapport à l'axe de rotation. Il peut être orienté vers le Soleil ou dans la direction opposée au Soleil lors de la collision du nuage de plasma avec la magnétosphère terrestre.

Les phénomènes cosmiques ne sont pas les mêmes, les éjections de masse du Soleil se produisent de manière aléatoire, elles ont une amplitude et une vitesse différentes. Par conséquent, les phénomènes de météorologie spatiale coïncident rarement, et il est difficile de les prévoir avec une forte probabilité. Néanmoins, certaines prévisions sont tout à fait réalisables. Elles sont aujourd'hui activement utilisées pour le lancement d'engins spatiaux et le contrôle de missions spatiales.