Une tempête géomagnétique a illuminé le ciel nocturne de certaines régions des États-Unis au cours du premier week-end d'octobre. L’Agence spatiale nationale sud-africaine (Sansa) a déclaré aux journalistes que la tempête provenait d’une éruption solaire « qui a éclaté à partir de la tache solaire 3842 le 3 octobre ». Il a déclaré qu'il s'agissait de la plus forte éruption solaire face à la Terre enregistrée par Sansa au cours des sept dernières années et que l'éruption avait brièvement affecté les communications radio haute fréquence, "entraînant une panne radio totale sur la région africaine qui a duré jusqu'à 20 minutes". .
Qu'est-ce qu'une tempête géomagnétique ? The Conversation Africa a demandé à Amoré Nel de Sansa, qui fait des recherches en géomagnétique, de s'expliquer.
Une tempête géomagnétique est une perturbation du champ magnétique terrestre causée par l’activité solaire. Il existe une réaction appelée fusion nucléaire qui se produit continuellement au plus profond du noyau du Soleil. Cela génère d’énormes quantités d’énergie. Une partie de l’énergie est libérée sous forme de lumière (lumière du soleil), une autre sous forme de rayonnement (éruptions solaires) et une autre partie sous forme de particules chargées.
Le Soleil émet également en permanence un flux de particules chargées appelé vent solaire. Parfois, le Soleil libère des explosions d’énergie plus importantes, appelées éjections de masse coronale. Il envoie des nuages de ces particules chargées, ou plasma, à travers l’espace. J'aime l'expliquer ainsi aux enfants : le Soleil boit parfois un soda trop vite et puis rote. Ce « rot » est le nuage de plasma qui voyage ensuite dans l’espace. Ces émissions ne nous touchent pas toujours. Mais lorsqu’ils le font, ils entrent en collision avec le champ magnétique terrestre, le perturbent et provoquent une tempête géomagnétique.
Le champ magnétique terrestre est une force invisible qui entoure notre planète et agit comme un aimant géant doté d’un pôle nord et d’un pôle sud. Il aide à nous protéger du rayonnement solaire nocif en détournant les particules chargées du Soleil.
L'éruption solaire de 3842 a émis à la fois des éruptions X (rayonnement) et une éjection de masse coronale. Les éruptions X sont des radiations ; ils se déplacent presque à la vitesse de la lumière et atteignent la Terre en quelques minutes. C’est ce qui a provoqué la brève interruption des communications mentionnée par Sansa le 3 octobre. Mais l’éjection de masse coronale met beaucoup plus de temps à nous parvenir. Nous l’avions prévu le week-end dernier, mais en réalité, il ne nous est parvenu que le matin du 8 octobre.
Les tempêtes géomagnétiques se produisent assez souvent. Des problèmes mineurs se produisent plusieurs fois par an. La gravité d’une tempête dépend de la force de l’événement solaire qui l’a provoquée. Les tempêtes plus importantes et plus intenses sont moins fréquentes mais peuvent survenir toutes les quelques années. Les événements solaires sont étroitement liés au cycle solaire de 11 ans du Soleil, qui comporte des périodes d’activité élevée et faible. Au sommet du cycle, appelé maximum solaire, davantage de taches solaires et d'éruptions solaires se produisent, augmentant ainsi la probabilité de tempêtes solaires.
Nous nous dirigeons désormais vers le pic du cycle solaire 25, qui aura lieu en juillet 2025. Les maxima solaires durent généralement entre deux et trois ans.
Les tempêtes géomagnétiques ne sont généralement pas directement nocives pour les humains, mais elles peuvent présenter des risques pour la technologie et les infrastructures modernes. L’un des dangers les plus notables concerne les réseaux électriques. De puissantes tempêtes peuvent provoquer des courants électriques dans les lignes électriques, surchargeant potentiellement les transformateurs et provoquant des pannes de courant, comme cela s'est produit au Québec, au Canada, en 1989.
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Les satellites dans l’espace sont également vulnérables. Une forte tempête peut endommager l’électronique embarquée, perturber les signaux de communication et raccourcir la durée de vie des satellites eux-mêmes.
Dans l’aviation, les tempêtes géomagnétiques peuvent perturber les communications radio et les signaux GPS, essentiels à la navigation aérienne. Ceci est particulièrement important pour les vols qui passent à proximité des régions polaires, où les effets des tempêtes géomagnétiques sont plus prononcés. Les astronautes et les vaisseaux spatiaux sont également en danger : le rayonnement supplémentaire peut être dangereux pour l’équipement et la santé humaine.
Les aurores sont un aspect visuellement époustouflant des tempêtes géomagnétiques. Ces affichages colorés dans le ciel nocturne se produisent lorsque des particules chargées du Soleil sont capturées dans les lignes du champ magnétique terrestre et se dirigent vers les pôles. Ici, ils interagissent avec l’atmosphère terrestre, libérant de l’énergie qui produit des lumières chatoyantes.
Les aurores boréales sont visibles dans le ciel au-dessus d’Alta, en Norvège. Romano/NurPhoto via Getty ImagesLes aurores peuvent être vues aux pôles nord et sud, bien nommées aurores boréales et australes. Si les tempêtes sont suffisamment importantes, il est possible de les voir dans des régions beaucoup plus éloignées des pôles. Cela s'est produit en Afrique du Sud le 11 mai 2024.
L’étude des tempêtes géomagnétiques fournit des informations précieuses sur la météo spatiale. En comprenant comment l’activité du Soleil affecte la Terre, les scientifiques peuvent mieux prédire les futures tempêtes et travailler à protéger les technologies sur lesquelles nous comptons. L'étude des tempêtes géomagnétiques contribue également à notre compréhension du Soleil et de l'espace en général.
Les tempêtes géomagnétiques sont surveillées à l’aide de divers instruments sur Terre et dans l’espace. Sur Terre, les magnétomètres mesurent les changements dans le champ magnétique, permettant aux scientifiques de suivre les perturbations au fur et à mesure qu'elles se produisent. C'est pour cette raison que Sansa exploite un réseau dense de récepteurs du système mondial de navigation par satellite en Afrique et des stations magnétométriques dans diverses régions d'Afrique australe. L'agence installe également actuellement une station magnétométrique en Ethiopie. Cela améliorera notre capacité à surveiller les tempêtes géomagnétiques.
Dans l’espace, des satellites équipés de capteurs surveillent l’activité du Soleil et détectent les éruptions solaires ou les éjections de masse coronale avant qu’elles n’atteignent la Terre. Ces données alimentent les modèles de prévision utilisés dans les centres de météorologie spatiale du monde entier.
Une fois qu'une tempête est détectée, des agences comme Sansa émettent des alertes et des prévisions. Ces avertissements aident des industries telles que les opérateurs de réseaux électriques, les sociétés de satellites et les autorités aéronautiques à se préparer à une tempête.
Par exemple, les compagnies d’électricité peuvent temporairement fermer ou reconfigurer certaines parties du réseau pour éviter une surcharge lors d’une tempête. Les opérateurs de satellites peuvent placer leurs engins spatiaux dans des modes de fonctionnement plus sûrs, comme éteindre les composants électroniques, et les compagnies aériennes peuvent rediriger leurs vols loin des zones à haut risque.
La surveillance seule ne peut empêcher tous les dommages causés par les tempêtes géomagnétiques. Mais cela peut réduire considérablement les risques. Grâce aux systèmes d’alerte précoce, nous pouvons protéger les infrastructures cruciales et minimiser l’effet de ces tempêtes sur notre vie quotidienne.