L’éruption du Hunga Tonga en janvier 2022 ne cesse de nous apporter de nouvelles connaissances. Des scientifiques se sont ainsi penchés sur l’impact que peuvent avoir les grandes éruptions volcaniques sur les communications par satellite, via la perturbation des hautes couches de l’atmosphère.
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Comment l'éruption d'un volcan sous-marinvolcan sous-marin peut-elle impacter les signaux émis par les satellites qui orbitent autour de la Terre ? À priori, ces deux événements semblent en effet impossibles à connecter. Et pourtant, c'est bien ce qui s'est produit lors de l’éruption du Hunga Tonga en janvier 2022.
On sait désormais que cette éruption est l'une des plus puissantes jamais connue par l'Homme. Immense panache de cendres, tsunamitsunami et ondes de gravité atmosphériques..., la violente éruption de ce volcan sous-marin situé dans le Pacifique a eu un impact global. C'est d'ailleurs l'effet sur les plus hautes couches de l'atmosphèreatmosphère qui a attiré l'attention de certains scientifiques.
L’ionisation de l’atmosphère joue un rôle majeur dans les communications par satellite
L'ionosphère représente la partie supérieure de l'enveloppe atmosphérique. Dans cette couche qui marque la frontière avec le vide de l'espace, les molécules et atomes subissent l'action des radiations solaires, qui, par le processus d'ionisation, produit des ions chargés positivement. C'est entre 150 et 800 kilomètres d'altitude que l'on retrouve la plus grande concentration de particules ionisées (la plus forte densité de plasma), dans la région dite F. Par sa particularité chimique, cette couche atmosphérique joue un rôle crucial dans les communications radio de longue distance. Elle permet en effet de réfléchir et de réfracter les ondes radio qu’utilisent les satellites et les systèmes GPS.
Un système génial qui fonctionne à merveille, mais surtout le jour, quand les radiations ultraviolettes du SoleilSoleil ionisent fortement les particules de l'ionosphère. À la tombée de la nuit, les choses se compliquent. Alors que le Soleil disparaît, le processus d'ionisation s'arrête et il peut se créer ce que l'on appelle des bulles de plasma (EPB pour Equatorial Plasma Bubble), qui consiste en des zones de faible densité de particules ionisées. Ces bulles vont, par convectionconvection, s'élever dans l'ionosphère, provoquant des perturbations de la densité de plasma dans la région F, qui vont directement impacter et dégrader les signaux radio émis par les satellites.
Le rôle des ondes de pression sur la densité de plasma
Depuis longtemps, on suppose que ces bulles de plasma peuvent être également produites lors d'événements terrestres comme les grandes éruptions volcaniqueséruptions volcaniques. Cela n'avait cependant jamais été prouvé.
C'est désormais chose faite grâce à l'éruption du Hunga Tonga. En analysant les données de différents satellites, une équipe de scientifiques a ainsi pu observer la génération d'une bulle de plasma au moment de l'éruption volcanique. La cause ? L'onde de choc produite par la violente explosion du volcan sous-marin. Plus intéressant encore, des perturbations de l'ionosphère ont été observées quelques minutes à quelques heures avant l'arrivée de l'onde de choc, en lien avec l'arrivée d'ondes encore plus rapides. Un élément que le modèle de couplage géosphère-atmosphère-cosmosphère ne prend actuellement pas en compte.
Les résultats, publiés dans Scientific Reports, montrent la nécessité de prendre en compte l'effet des grands événements naturels comme les séismesséismes ou les éruptions volcaniques sur les communications par satellite.
