Pourquoi les Terriens sont en sécurité lorsque d'énormes tempêtes solaires frappent notre planète

« C'est un gilet planétaire en kevlar. »

De temps en temps, le soleil rejette des milliards de tonnes de matière solaire, parcourant des millions de kilomètres par heure, directement sur Terre.

Pourtant, les humains et la vie à la surface ne sont pas physiquement blessés par le rayonnement spatial intense. C'est pourquoi, lorsque l'impact solaire le plus puissant depuis plus de 20 ans s'est produit récemment, vous l'avez peut-être ignoré allègrement – à l'exception du spectacle de lumière atmosphérique qui en a résulté, alors que de magnifiques aurores rougeoyantes sont apparues dans des endroits inhabituels.

Tous les mondes, comme la Lune et Mars, ne bénéficient pas d’une telle protection. Pourtant, la Terre possède à la fois un champ magnétique et une atmosphère robustes, qui éloignent les particules cosmiques dangereuses de notre chair fragile.

« Sans eux, nous serions en grande difficulté », a déclaré à Indigo Buzz Bennett Maruca, professeur adjoint de physique et d'astronomie à l'Université du Delaware qui étudie le soleil.

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Le champ magnétique protecteur de la Terre

À quelque 1 800 milles sous vos pieds se trouve une boule de métal géante et brûlante.

Le noyau terrestre est en grande partie constitué de fer et de nickel en fusion, un fluide idéal pour conduire l'électricité. En tourbillonnant, il agit comme un générateur électrique, créant des courants électriques qui produisent naturellement un grand champ magnétique. Comme le montre le graphique ci-dessous, le champ magnétique s'étend en boucle à partir des pôles, piégeant l'énergie solaire nocive à une distance sûre (et dans certains cas, déviant ces particules solaires énergétiques).

En fin de compte, de nombreuses particules pénètrent dans l'atmosphère terrestre, suivant des lignes magnétiques jusqu'aux pôles où elles déposent de l'énergie et produisent un fantastique rayonnement atmosphérique (communément appelé les aurores boréales dans l'hémisphère nord).

Les instigateurs des récentes lumières étaient des « éjections de masse coronale », ou CME, du soleil. Ce sont de grandes masses de gaz chauds (plasma), essentiellement un morceau de soleil, projetées dans l'espace. Lorsqu’ils entrent en collision avec la Terre, ils peuvent créer de puissantes « tempêtes géomagnétiques », qui sont des perturbations du champ magnétique terrestre dues à ces chocs solaires.

« De multiples éjections de masse coronale du soleil ont déclenché une tempête géomagnétique extrême autour de la Terre la semaine dernière (le 11 mai), créant des aurores époustouflantes, même dans les endroits où les aurores boréales sont rarement vues », a expliqué la National Oceanic and Atmospheric Administration. « L'hémisphère sud a également signalé des aurores remarquables dues à la tempête. »

L'atmosphère protectrice de la Terre

La haute atmosphère de notre planète nous protège également de l'activité solaire nocive, non seulement des éjections de masse coronale, mais aussi du vent solaire incessant et des éruptions solaires (explosions de lumière provenant de la surface du soleil).

« C'est un gilet planétaire en kevlar », a souligné Maruca.

Bien au-dessus de nos nuages ​​et de nos conditions météorologiques, l'ionosphère et la thermosphère (s'étendant ensemble entre 50 et 400 milles d'altitude) absorbent les particules chargées et les rayonnements nocifs, comme les rayons X et les rayons UV.

« Nous sommes bien protégés par les systèmes naturels ici. »

« Nous sommes bien protégés par les systèmes naturels ici », a déclaré à Indigo Buzz Andrew Layden, directeur du département de physique et d'astronomie de la Bowling Green State University.

Bien entendu, les astronautes de la Station spatiale internationale (et dans les années à venir sur la Lune ou sur Mars) ne sont pas protégés par ces tampons naturels ; d'où le blindage supplémentaire de la station. Les travailleurs des compagnies aériennes travaillant à des altitudes plus élevées peuvent également présenter un certain risque d'exposition, bien qu'il s'agisse d'un domaine de recherche en cours.

Les dangers de notre technologie

Les éruptions extrêmes du soleil, situées à 150 millions de kilomètres, ne peuvent pas nous blesser physiquement. Mais nos systèmes électriques et de communication sont vulnérables. « Ce ne sont pas nos systèmes biologiques qui sont en danger, mais notre technologie », a déclaré Maruca.

Lors des tempêtes solaires de mai 2024, de nombreux tracteurs agricoles, dépendants des systèmes de guidage par satellite GPS, ont été mis hors service. En 2003, les compagnies aériennes ont redirigé leurs vols, à grands frais, pour éviter des coupures de communication. En 1989, une tempête solaire extrême a fait griller un transformateur de 10 millions de dollars à la centrale nucléaire de Salem, dans le New Jersey. Le même CME a coupé l’électricité à des millions de personnes au Québec, au Canada. Il a heurté le champ magnétique terrestre, puis, a écrit l'astronome de la NASA Sten Odenwald : « Juste après 2 h 44 du matin le 13 mars, les courants ont découvert une faiblesse dans le réseau électrique du Québec. En moins de deux minutes, l'ensemble du réseau électrique du Québec perte de courant. Au cours de la panne de courant de 12 heures qui a suivi, des millions de personnes se sont soudainement retrouvées dans des immeubles de bureaux sombres et des tunnels souterrains pour piétons, ainsi que dans des ascenseurs bloqués.

Des tempêtes solaires encore plus importantes sont inévitables.

Le plus grand épisode de ce type jamais observé a été l'événement de Carrington, en 1859. Les tempêtes solaires ont produit des aurores si brillantes qu'elles ont réveillé les mineurs d'or des Rocheuses à 1 heure du matin et les gens auraient pu lire les journaux grâce à la lumière atmosphérique étrange.

Un tel événement aujourd’hui – s’il n’est pas correctement préparé – pourrait provoquer des pannes d’électricité généralisées et faire griller les satellites de communication. « Si cela devait se produire aujourd'hui, cela causerait beaucoup de dégâts », a déclaré Layden. « Personne ne sait quand cet événement de niveau Carrington va se reproduire. » Un rapport des Académies nationales indique qu'une estimation de « 1 000 à 2 000 milliards de dollars au cours de la première année seulement a été donnée pour les coûts sociétaux et économiques d'un « scénario de tempête géomagnétique grave » avec des temps de récupération de 4 à 10 ans. »

« C'est un chiffre stupéfiant », a déclaré Maruca.

Heureusement, nous disposons d’experts en prévisions météorologiques spatiales, comme ceux de la NOAA, qui peuvent avertir d’une explosion de particules chargées et de radiations. Les services publics d’électricité, par exemple, peuvent fermer temporairement les réseaux électriques pour éviter des dommages permanents aux infrastructures.

C'est juste une question de temps. « Investir dans la prévision météorologique spatiale est une bonne chose à faire », a déclaré Layden.