MAGNÉTOSPHÈRES
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On a initialement donné le nom de magnétosphère aux régions les plus éloignées de la surface du globe. On voulait ainsi traduire l'influence prédominante du champ magnétique terrestre sur le comportement du milieu qui ne contient pratiquement plus de particules électriquement neutres ; le rayonnement ultraviolet du Soleil brise ces dernières en composantes porteuses de charges électriques : les électrons et les ions, tandis que les collisions qui permettent la recombinaison des électrons et des ions en atomes se raréfient au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la Terre et que la densité du gaz atmosphérique diminue. Le milieu est donc entièrement ionisé et soumis en conséquence à l'action du champ magnétique.
Lorsqu'on s'éloigne de la surface de la Terre, on entre dans la magnétosphère au moment où on quitte l'ionosphère (c'est-à-dire l'atmosphère terrestre dans sa région partiellement ionisée mais encore largement dominée par la physico-chimie des espèces neutres). La limite entre ces deux régions est quelque peu arbitraire : on lui assigne généralement une altitude de 1 000 kilomètres, à quelques centaines de kilomètres près. La limite externe de la magnétosphère, qui est aussi celle de l'atmosphère terrestre, est appelée magnétopause. Elle est bien définie au moins du côté solaire où sa distance à la Terre, variable dans le temps, est de l'ordre de 10 rayons terrestres. Du côté opposé au Soleil, la magnétosphère présente une « queue », longue de plusieurs milliers de rayons terrestres. Cette forme générale, ses variations dans le temps et l'ensemble des phénomènes magnétosphériques sont dus à l'interaction entre le champ magnétique terrestre et le vent solaire, flux de particules émis en permanence par le Soleil et qui arrive au voisinage de l'orbite de la Terre avec une densité de l'ordre de 5 électrons par centimètre cube (et autant de protons), et avec une vitesse de quelques centaines de kilomètres par seconde. Ce vent solaire comprime [...]
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Écrit par :
- Michel PETIT : ancien membre du bureau du GIEC, ancien directeur de l'Institut national d'astronomie et de géophysique
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AÉRONOMIE
Dans le chapitre « Interactions de l'atmosphère avec la Terre et l'espace » : […] On peut considérer que l'atmosphère terrestre s'étend jusqu'à une altitude de l'ordre de 2 000 à 3 000 km où les collisions sont devenues tellement rares que la température des constituants neutres perd son sens physique habituel. Toutefois, il faut tenir compte de ce qui se passe au-dessus de cette altitude ainsi que des phénomènes au sol. Les figures 10 et 11 indiquent schématiquement les inter […] Lire la suite
ALFVÉN HANNES (1908-1995)
Astrophysicien suédois né le 30 mai 1908 à Norrköping, Hannes Alfvén fit ses études à l'université d'Uppsala où il obtint son doctorat en 1934. Attaché à l'Institut royal de technologie de Stockholm à partir de la fin des années 1930, Alfvén reçoit un poste à l'université de Californie (San Diego) en 1967, à la suite de désaccords avec le gouvernement suédois. En 1970, il obtient le prix Nobel de […] Lire la suite
ATMOSPHÈRE - La couche atmosphérique terrestre
Dans le chapitre « La neutrosphère, l’ionosphère et la magnétosphère » : […] La présence de couches ionisées (particules chargées électriquement) est une autre caractéristique de l’atmosphère qui a retenu depuis longtemps l’attention des spécialistes en télécommunications, en raison de leur aptitude à propager certaines ondes électromagnétiques sur de longues distances. Alors que la couche qui se trouve en dessous de 60 kilomètres d’altitude – la neutrosphère – comporte a […] Lire la suite
AURORE POLAIRE
Dans le chapitre « Particules aurorales et sous-orages magnétosphériques » : […] Bien que le rôle essentiel des électrons ait été prédit dès le début du xx e siècle, ce n'est qu'au cours des années cinquante, avec les premières mesures en ballons stratosphériques du rayonnement X de freinage puis, surtout, avec les données obtenues sur fusées pendant l'Année géophysique internationale, que l'on put les identifier sans ambiguïté. Depuis 1958, le lancement d'un très grand nombr […] Lire la suite
CASSINI-HUYGENS (MISSION)
Dans le chapitre « Principales découvertes » : […] La mission Cassini-Huygens a fourni une foule d’informations sur le système saturnien. Celles-ci concernent la distribution et la composition des anneaux, la nature des satellites et leurs interactions avec les anneaux et la planète, l'enveloppe atmosphérique de Saturne et sa magnétosphère. En s’attachant à l’essentiel, on citera quelques-unes de ces données en montrant comment elles ont ouvert u […] Lire la suite
GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE
Dans le chapitre « Applications pratiques et risques associés au géomagnétisme » : […] Depuis l’Antiquité et surtout depuis la fin du Moyen Âge, le champ magnétique terrestre est utilisé pour l’orientation et la navigation. Cet usage continue de nos jours, même si les systèmes de positionnement par satellite comme le Global Positioning System (GPS), plus précis et plus faciles à utiliser, sont désormais les outils de navigation les plus répandus. Le champ géomagnétique a comme avan […] Lire la suite
IONOSPHÈRE
Dans le chapitre « Variabilité spatiale et temporelle » : […] Dans les chapitres précédents, nous avons décrit l'état permanent moyen de l'ionosphère et sa variation diurne. Cet état permanent est sujet à des variations souvent importantes, temporelles ou spatiales, régulières ou aléatoires. Toutes les caractéristiques ionosphériques sont modulées par les trois périodes fondamentales du système Soleil-Terre : la variation diurne déjà évoquée, la variation sa […] Lire la suite
JUNO MISSION
Dans le chapitre « Les instruments de Juno » : […] Pour mener à bien sa mission, la sonde Juno est équipée de plusieurs instruments. Le premier d’entre eux est constitué des antennes de communication avec la Terre. En envoyant un signal radio en bandes X et Ka, une mesure très précise de la position et de la vitesse Doppler de la sonde permet de reconstruire très précisément le champ gravitationnel de la planète pour mieux contraindre sa structur […] Lire la suite
JUPITER, planète
Dans le chapitre « La magnétosphère et les émissions radioélectriques » : […] C'est en 1955, quand les radiotélescopes permirent de découvrir que Jupiter était une source extrêmement puissante d'ondes radio, qu'on eut pour la première fois la preuve qu'une planète autre que la Terre possédait un champ magnétique. Les caractéristiques de ce champ, et celles de la magnétosphère qui en est une conséquence, sont aujourd'hui assez bien connues grâce, d'une part, aux observation […] Lire la suite
MAGNÉTISME (notions de base)
Dans le chapitre « Le géomagnétisme » : […] Le globe terrestre est la source d’un champ magnétique qui est compris comme résultant du mouvement d’une masse de fer et de nickel liquide (de température très élevée) autour d’un noyau interne solide. Les courants électriques parcourant cette masse de fer lui font jouer le rôle d’une dynamo naturelle. Bien qu’il soit à peu près constant à l’échelle humaine, ce qui permet de se fier aux boussol […] Lire la suite
MARS, planète
Dans le chapitre « La reprise de l'exploration » : […] Après un arrêt de presque deux décennies, l'exploration de Mars a repris avec l'arrivée de la sonde américaine Mars Global Surveyor (M.G.S.) au voisinage de la planète, en septembre 1997. Durant la phase d'aérofreinage, certains instruments furent mis en marche afin d'étudier Mars depuis les altitudes les plus basses jamais atteintes (de 100 à 120 km). L'aérofreinage est une technique qui permet […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) - Plasmas
Dans le chapitre « Plasmas de l'environnement terrestre » : […] L'ionosphère est la partie ionisée de la haute atmosphère. Elle s'étend approximativement de 60 kilomètres (en dessous, l'ionisation est négligeable) à 1 000 kilomètres, où commence la magnétosphère. L'ionisation y est due principalement au rayonnement ultraviolet solaire, mais aussi à des particules de haute énergie d'origine galactique, solaire, ou magnétosphérique. Les réactions chimiques très […] Lire la suite
MERCURE, planète
Des huit planètes du système solaire, Mercure est la plus proche du Soleil , et également la plus petite . Sa trajectoire apparente dans le ciel rend son observation depuis la Terre extrêmement difficile : Mercure ne s'écarte jamais de plus de 28 0 du Soleil et la meilleure résolution télescopique ne dépasse pas 700 kilomètres. L'essentiel de nos connaissances vient des résultats de la mission am […] Lire la suite
NEPTUNE, planète
Dans le chapitre « La planète » : […] L'existence de vents violents, la persistance de grandes structures ovales, sortes d'immenses tourbillons, ainsi que la grande variabilité de marques plus petites étaient totalement inattendues pour une atmosphère qui reçoit du Soleil vingt fois moins d'énergie que Jupiter, ou encore trois cent cinquante fois moins d'énergie que la Terre . Les grandes structures proches de l'équateur se déplacent […] Lire la suite
PLANÉTOLOGIE
Dans le chapitre « Étude comparative des planètes du système solaire » : […] Les propriétés physico-chimiques d’une atmosphère planétaire dépendent de deux facteurs principaux : la masse de la planète et sa distance au Soleil. La masse de la planète détermine la quantité d’éléments radioactifs qu’elle contient et donc – dans le cas des planètes telluriques, c’est-à-dire composées essentiellement de roches – sa réserve d’énergie interne. Celle-ci est directement responsable […] Lire la suite
SATURNE, planète
Dans le chapitre « La magnétosphère et les émissions radioélectriques » : […] Les courants électriques qui parcourent la couche d'hydrogène métallique située à l'intérieur de Saturne sont à l'origine d'un champ magnétique intense. Le champ magnétique de Saturne est, en première approximation, celui d'un dipôle dont le moment est 540 fois plus grand que celui du dipôle terrestre, mais 36 fois plus petit que celui du dipôle jovien. Comme le diamètre de Saturne est très supéri […] Lire la suite
STEINBERG JEAN-LOUIS (1922-2016)
Dans le chapitre « Observer les corps célestes depuis l’espace » : […] Steinberg revient alors à l’étude du Soleil : il veut savoir si les sursauts radio émis par cet astre sont directifs ou omnidirectionnels. Pour cela, il fait embarquer à bord de la sonde spatiale soviétique Mars-3, lancée le 28 mai 1971, un récepteur radio observant simultanément avec les instruments de Nançay : c’est l’expérience Stéréo-1, qui montre pour la première fois que certains types de s […] Lire la suite
URANUS, planète
Dans le chapitre « La planète » : […] Les images d'Uranus révèlent la présence de nuages, de bandes parallèles à l'équateur et de couches de brume. En particulier, le pôle qui fait actuellement face au Soleil est couvert d'une calotte de brume. Le mouvement des nuages a permis de mesurer la période de rotation de l' atmosphère d'Uranus. L'atmosphère d'Uranus tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre et plus rapidement que l'i […] Lire la suite
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Pour citer l’article
Michel PETIT, « MAGNÉTOSPHÈRES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetospheres/