Laurent tourelle
Une étrange perturbation magnétique se propage en Amérique du Sud
Une étrange perturbation magnétique se propage lentement en Amérique du Sud, attirant l’attention des scientifiques de la NASA. Ils estiment qu’elle pourrait être liée à des forces terrestres profondes, mais le tableau reste encore incomplet. Cette anomalie du champ magnétique terrestre, qui se situe au-dessus de l’Amérique du Sud et du sud de l’océan Atlantique, continue de fasciner les chercheurs.
Appelée l’anomalie de l’Atlantique Sud (AAS), elle se caractérise par une intensité magnétique remarquablement faible, permettant ainsi aux particules solaires de haute énergie de s’approcher de la Terre plus près que d’habitude.
Origine et structure interne de l’anomalie
L’AAS trouve son origine dans les profondeurs de la Terre, où le noyau externe, composé de fer et de nickel en fusion, génère un phénomène dynamique appelé géodynamo. Ce mouvement génère le champ magnétique terrestre, mais de manière inégale.
La combinaison de l’inclinaison de l’axe magnétique terrestre et de l’influence d’une structure souterraine dense, la province africaine à faible vitesse de cisaillement, située à environ 2 900 kilomètres sous le continent africain, crée des perturbations dans la génération du champ. Ces irrégularités produisent une région de faible intensité magnétique au-dessus de l’Atlantique Sud.
Les géophysiciens de la NASA soulignent que cette anomalie est aussi liée à une inversion locale de la polarité magnétique, ce qui affaiblit encore le champ dipolaire global. Weijia Kuang, du Goddard Space Flight Center de la NASA, explique qu’un champ de polarité inversée s’est développé dans cette zone, réduisant son intensité à des niveaux inférieurs à ceux des régions environnantes. En conséquence, le blindage magnétique de la Terre est compromis, créant une sorte de « nid-de-poule » dans le bouclier magnétique de la planète.
Effets sur les engins spatiaux et la sécurité des missions
Le champ magnétique affaibli de la SAA permet aux particules chargées du Soleil de pénétrer plus profondément dans l’environnement proche de la Terre. Les satellites qui traversent l’AAS rencontrent des niveaux élevés de protons de haute énergie, ce qui peut provoquer des perturbations ponctuelles, appelées SEU (Single Event Upset).
Ces interactions peuvent entraîner des dysfonctionnements temporaires, une corruption des données ou, dans les pires cas, des dommages permanents si un système critique est affecté. Pour limiter ces risques, de nombreux opérateurs d’engins spatiaux arrêtent les systèmes non essentiels lorsqu’ils traversent l’anomalie.
Les missions de la NASA, telles que la Station spatiale internationale (ISS), traversent régulièrement cette anomalie à chaque orbite. Si son blindage protège les astronautes, des instruments externes, comme le Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI), sont plus vulnérables. Bryan Blair, chercheur principal adjoint du GEDI, rapporte que l’instrument subit parfois des « blips » de données et des réinitialisations, mais l’impact global reste maîtrisable, équivalant à quelques heures de perte de données par mois.
De même, la mission Ionospheric Connection Explorer (ICON)surveille de près la SAA et ajuste ses opérations en fonction.
Évolution observée et changements structurels
Des données récentes, notamment de la constellation Swarm de l’ESA et de la mission SAMPEX de la NASA, montrent que la SAA n’est pas statique. En réalité, elle dérive lentement vers le nord-ouest, s’étendant et se divisant en deux zones distinctes d’intensité magnétique minimale. Cette bifurcation a été identifiée pour la première fois en 2020 et a depuis été corroborée par des études impliquant des CubeSats et d’autres instruments orbitaux.
L’apparition de deux lobes magnétiques distincts au sein de l’anomalie a augmenté le nombre de zones dangereuses pour les satellites. Ces changements compliquent également le développement de modèles de prévision des conditions géomagnétiques. Selon Terry Sabaka de la NASA, comprendre l’évolution de la morphologie de l’AAS est essentiel pour garantir la sécurité des satellites et des futures missions spatiales.
Interactions héliophysiques et impact des radiations
L’affaiblissement du champ magnétique terrestre dans la région de la SAA a des répercussions plus larges sur les interactions entre la planète et l’activité solaire. La magnétosphère terrestre dévie généralement la plupart des particules du vent solaire, les confiant aux ceintures de radiation de Van Allen, en particulier dans une région toroïdale située à environ 640 kilomètres au-dessus de la surface. Dans la SAA, cette fonction protectrice est compromise.
Lors des périodes d’activité solaire accrue, telles que les éjections de masse coronale (CME), davantage de particules sont injectées dans l’environnement proche de la Terre. Ces événements peuvent déformer le champ magnétique, permettant au rayonnement de pénétrer plus profondément.
Des études montrent que la SAA, en raison de son blindage affaibli, est particulièrement vulnérable à ces événements. Les héliophysiciens de la NASA, notamment Ashley Greeleyet Shri Kanekal, soulignent l’importance d’étudier le comportement de ces particules à l’intérieur de l’anomalie.
Les données SAMPEX, recueillies sur deux décennies, ont permis de mesurer le flux de particules et de confirmer que les niveaux de rayonnement solaire sont élevés dans cette zone. Ces données sont cruciales pour le développement de satellites résilients, capables de résister à des conditions extrêmes.
Surveillance à long terme et modélisation prédictive
Pour mieux comprendre et prévoir les variations du champ magnétique, la NASA combine les données des missions orbitales avec des simulations de la dynamique du noyau terrestre. Grâce à ces informations, les équipes du Goddard Space Flight Center contribuent à des modèles globaux tels que le Champ géomagnétique international de référence (IGRF), qui suit l’évolution du champ magnétique terrestre. Ces modèles sont essentiels non seulement pour la planification des satellites, mais aussi pour comprendre la structure interne de la Terre.
L’approche prévisionnelle de la NASA est similaire à celle des prévisions météorologiques, mais adaptée à des échelles de temps beaucoup plus longues. En intégrant des données d’observation et des modèles physiques du mouvement du noyau, des scientifiques comme Andrew Tangborn génèrent des estimations prospectives des variations séculaires du champ magnétique terrestre, c’est-à-dire des changements lents mais persistants qui se produisent sur des années et des décennies.
Perspective historique et récurrence
Bien que l’expansion et la division actuelles de l’anomalie soient sans précédent à l’ère des satellites, les données géologiques suggèrent que de tels événements ne sont pas inhabituels à des échelles de temps plus longues.
Une étude de 2020 indique que des anomalies similaires ont pu exister il y a 11 millions d’années. Cette perspective historique renforce l’idée que la SAA n’est pas un signe d’inversion imminente des pôles magnétiques, un processus naturel mais rare qui se déroule sur des centaines de milliers d’années.
Cette vision à long terme permet de contextualiser le comportement magnétique de la Terre, façonné par des interactions complexes entre le noyau externe, le manteau et les influences solaires.
