Planète

Les nuages de notre atmosphère fabriqués... par les rayons cosmiques !

ActualitéClassé sous :météorologie , Astronomie , Eau

-

En frappant les molécules d'eau en suspension dans l'air, les rayons cosmiques favoriseraient la condensation des gouttes d'eau et donc la formation des nuages. L'hypothèse, déjà émise, vient de recevoir une jolie confirmation grâce aux archives météorologiques. Effet secondaire : les tempêtes solaires assèchent l'atmosphère...

Une éruption solaire. Elle envoie dans l'espace d'immenses volutes de gaz ionisé qui, en passant à proximité de la Terre, protègent notre planète, durant quelques jours, du bombardement des rayons cosmiques. © Nasa

Que deviennent les puissants rayons cosmiques, ce déluge de particules à vitesses relativistes, composé aux neuf dixièmes de protons, lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère ? Entrant en collision violente avec tout ce qu'elles rencontrent, ces particules percutent les atomes de l'atmosphère, les ionisent en leur arrachant des électrons et, d'une manière générale, génèrent des cascades de particules secondaires.

Lorsqu'une molécule d'eau est touchée par une de ces particules à haute énergie, elle aussi est ionisée, par arrachement d'électrons. Elle peut alors être attirée par des ions positifs, voire par le pôle positif d'autres molécules d'eau (dont les électrons sont préférentiellement présents du côté de l'atome d'oxygène). Le résultat devrait être la condensation de l'eau et la formation de gouttes ou de cristaux de glace, donc, à grande échelle, d'un nuage.

Bien d'autres phénomènes, moins exotiques, concourent à la formation de nébulosités. Les molécules d'eau, en suspension dans l'air, se condensent naturellement quand de l'air humide se refroidit, par exemple quand il monte. La présence d'aérosols facilite le phénomène en constituant ce que l'on appelle des noyaux de nucléation. La nature en produit beaucoup. Des poussières et des grains de pollen peuvent jouer ce rôle. Récemment, les bactéries ont été suspectées de provoquer la pluie, une hypothèse qui avait déjà été formulée à propos de nanobactéries découvertes en abondance dans les nuages.

Quand le Soleil tousse, la Terre est moins bombardée

L'hypothèse des rayons cosmiques semble donc en quelque sorte superflue. En 2006, le Danois Henrik Svensmark, de la Technical University of Denmark (Copenhague) l'avait testée en laboratoire en bombardant des molécules d'eau avec des jets de particules accélérées. En ionisant les molécules d'eau, il obtenait l'équivalent d'aérosols, devenant des noyaux de nucléation.

L'hypothèse des rayons cosmiques devenait recevable mais restait spéculative. Henrik Svensmark et son équipe ont imaginé un moyen d'en vérifier la réalité en tirant profit d'un phénomène connu et lié à l'activité solaire, baptisé décroissance de Forbush. Peu après une éruption solaire, on observe une réduction sensible du flux de rayons cosmiques durant plusieurs jours, comme si quelque chose venait protéger la Terre. Découvert par Scott E. Forbush en 1937, le phénomène a été attribué à des nuages de matière solaire.

Lorsqu'une violente éruption survient à la surface du Soleil (de sa photosphère, plus précisément), elle éjecte une grande quantité de matière appartenant à la couronne (qui entoure ce que nos yeux voient du Soleil) et la projette dans l'espace. C'est une éjection de masse coronale (ou CME, pour coronal mass ejection). Chacun de ces grands volumes d'atomes ionisés et tourbillonnants génère un champ magnétique, capable de dévier les rayons cosmiques dans toutes les directions. A proximité de notre planète, cette moulinette magnétique disperse les rayons dirigés vers la Terre, qui en reçoit un peu moins, ce que les hommes mesurent avec régularité depuis maintenant des années.

Conclusion : si l'on compare les décroissances de Forbush enregistrées dans les archives aux relevés météorologiques, on peut espérer repérer une corrélation. Pour le vérifier, Svensmark a retrouvé 26 épisodes de réductions des rayons cosmiques dues à l'effet Forbush, étalées sur 22 ans, et a parallèlement compilé les mesures effectuées par satellite de la quantité d'eau contenue dans les nuages.

Résultat positif ! Pour les cinq plus fortes décroissances de Forbush, la quantité d'eau atmosphérique au-dessus des océans a diminué de 7%. D'après l'article publié dans les Geophysical Research Letters, l'atmosphère mettrait ensuite plusieurs semaines à retrouver un taux d'humidité normal.

Une liaison entre éruptions solaires et nébulosité semble donc bien établie. Reste sans doute à en préciser l'ampleur et l'effet réel sur le climat de la Terre.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi