Des chercheurs de l’université de Nagoya (Japon) ont établi un lien entre le phénomène qui se cache derrière certaines aurores polaires et la destruction de la couche d’ozone mésosphérique. Photo : aurore australe photographiée de la Station spatiale internationale en août 2021. © Nasa
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La couche d’ozone est affectée par les aurores « pulsantes » avec des effets sur le climat

ActualitéClassé sous :Terre , magnétosphère terrestre , atmosphère

Derrière la magie des aurores polaires se cache un phénomène responsable d'un appauvrissement de la couche d'ozone dans la mésosphère. Un phénomène qu'il est important d'étudier, car il pourrait avoir des conséquences sur le réchauffement climatique.

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[EN VIDÉO] La couche d'ozone surveillée par les satellites  En absorbant le rayonnement ultraviolet du Soleil, la couche d’ozone protège les êtres vivants à la surface de la Terre. Elle est indispensable. Mais des scientifiques ont observé dès le milieu des années 1970, une inquiétante diminution de sa concentration dans la stratosphère sous les effets délétères des fameux CFC (entre autres). Depuis le protocole de Montréal (1987), qui a abouti à une prise de conscience internationale, des mesures ont été prises pour soigner le problème. Le « trou dans la couche d’ozone » est-il en voie de guérison ? Il semble que oui. Des satellites surveillent les fluctuations de ce gaz dans la haute atmosphère, sous l’influence du Soleil et des activités humaines… 

La couche d’ozone. Elle forme une sorte de barrière anti-ultraviolets qui nous protège des rayonnements nocifs qui nous arrivent du Soleil. Dans les années 1970, les chercheurs ont fait une découverte inquiétante à son sujet. Certains produits chimiques -- les fameux CFC, notamment -- que nous utilisons ont tendance à la détruire. Des produits chimiques que nous utilisions, plus exactement. Car le protocole de Montréal, ratifié par l'ensemble des pays du monde, interdit aujourd'hui leur usage.

Et récemment, des travaux menés par des scientifiques de l’université de Lancaster (Royaume-Uni) ont montré l'efficacité de cette interdiction. Selon leurs modèles, si nous avions continué à avoir recours aux CFC, nous aurions été exposés à un réchauffement climatique de 2,5 °C de plus -- que celui annoncé par ailleurs en raison de nos émissions de gaz à effet de serre -- d'ici la fin de ce siècle. Rien que ça !

Cette couche d'ozone dont il est question ici, c'est celle qui se situe dans la partie supérieure de la stratosphère. On peut l'étendre jusqu'à la région la plus basse de la mésosphère. Et c'est justement à l'ozone mésosphérique que des chercheurs de l’université de Nagoya (Japon) se sont intéressés. Selon eux, le phénomène à l'origine du merveilleux spectacle des aurores polaires provoque, en parallèle, un appauvrissement de la couche d'ozone mésosphérique.

Au cœur du phénomène, des électrons qui précipitent

En 2018, ces chercheurs avaient déjà fait la lumière sur une classe d'aurores polaires bien particulière : les aurores dites pulsantes. Car elles clignotent toutes les dix secondes à peu près. Tout en pouvant rester allumer pendant une heure entière. Et à en croire les chercheurs qui les ont étudiées de près, elles sont le résultat d'une interaction complexe entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre. Arrive en effet le moment où l'énergie du vent solaire emmagasinée dans la magnétosphère est déchargée. Des électrons affluent alors vers la haute atmosphère. Les chercheurs parlent de précipitation d'électrons. Ce sont ces vagues de particules énergétiques qui, lorsqu'elles entrent en collision avec les atomes et les molécules de l'atmosphère, donnent naissance aux aurores polaires pulsantes.

À l'occasion d'une tempête géomagnétique modérée survenue en 2017, les chercheurs ont observé ces fameuses aurores pulsantes. Ils ont découvert que les électrons piégés dans la magnétosphère terrestre présentent une large gamme d'énergie. Et que certains au moins de ceux qui précipitent pour former des aurores pulsantes sont suffisamment énergétiques pour pénétrer notre atmosphère jusqu'à une altitude d'environ 60 kilomètres. En pleine mésosphère. Où les simulations montrent qu'ils appauvrissent immédiatement la couche d'ozone. De plus de 10 %.

Mais les chercheurs rappellent que ces travaux ne sont ni plus ni moins qu'une étude de cas. D'autres études seront nécessaires afin de préciser l'ampleur de la destruction de la couche d'ozone mésosphérique due à la précipitation des électrons. Des études d'autant plus importantes que le phénomène pourrait avoir des conséquences marquées sur notre climat.

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