MATIÈRE (physique)Plasmas
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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 nombreuses dans l'ionosphère (recombinaison, attachement, échange de charge) modifient considérablement la composition ionique par rapport à celle qui est issue de la production primaire. L'ionosphère présente une grande variabilité spatiale et temporelle, due à l'alternance jour-nuit, au cycle des saisons et aux variations d'activité du Soleil. Elle joue un rôle important dans les communications radio, par ses propriétés de réflexion ou de guidage.
Photographie
Les aurores boréales sont observables lors d'orages magnétosphériques, c'est-à-dire quand les émissions de particules provenant du Soleil ionisent les hautes couches de l'atmosphère, les transformant à l'état de plasma, comme ici en Islande (au-dessus du lac Jökulsárlón).
Crédits : J. A. Davis/ Shutterstock
Au-delà de 1 000 kilomètres et jusqu'à environ dix rayons terrestres du côté jour et plus de mille du côté nuit, s'étend la magnétosphère, constituée d'un plasma ténu solidaire du champ magnétique terrestre et formant une cavité allongée dans l'écoulement du vent solaire, ainsi condamné à la contourner. La frontière entre le vent solaire et la magnétosphère est déterminée par l'équilibre entre la pression cinétique du vent solaire et la pression magnétique liée à l'intensité du champ magnétique terrestre. La population de la magnétosphère terrestre a une double origine : incursion d'une faible fraction des particules du vent solaire dans les régions polaires et échange de particules avec l'ionosphère. Dans la magnétosphère, un rôle particulier est joué par les ceintures de Van Allen, situées à quelques rayons terrestres et constituées de particules chargées énergétiques accomplissant des mouvements périodiques complexes dans le champ magnétique terrestre.
Les autres planètes du système solaire possèdent également des structures du type ionosphère et magnétosphère, mais leurs caractéristiques varient considérablement d'une planète à l'autre.
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Écrit par :
- Patrick MORA : docteur d'État, directeur de recherche au C.N.R.S.
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Pour citer l’article
Patrick MORA, « MATIÈRE (physique) - Plasmas », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-plasmas/