Devons-nous nous préoccuper de la chute de la température du plasma solaire ?

Le plasma solaire est issu des hautes couches de la couronne solaire. C’est un gaz essentiellement constitué de protons (noyaux de l’atome d’hydrogène), d’électrons et de particules alpha (noyaux d’hélium), donc de particules ionisées. Les éjections de cette matière ionisée suivent les lignes de force du champ magnétique solaire, et ce mouvement de particules chargées renforce ce champ magnétique qui s’étend dans tout l’espace interplanétaire entourant le Soleil car on peut le considérer comme un courant électrique dans un conducteur qui génère un champ magnétique autour de lui. Pour faire simple si vous reliez un fil électrique aux deux pôles d’une pile et que vous approchez une boussole de ce fil l’aiguille va dévier selon le sens du courant. Pour le plasma solaire c’est le même phénomène à des échelles immenses et ce plasma est la cause primaire des aurores boréales et australes par son interaction avec les lignes de force du champ magnétique terrestre selon un processus complexe qui n’est pas encore totalement clarifié, en particulier au niveau des transferts d’ions le long des lignes de force du champ magnétique terrestre. La température du plasma solaire dépend de la vitesse de propagation des particules ionisées le composant et de l’énergie de ces particules et donc de la pression du « vent » solaire. Ce paramètre particulier du plasma solaire est étudié et suivi en détail par un ensemble de satellites et de radars au sol qui permettent de connaître en temps réel la « météorologie» spatiale. Cette température du plasma solaire contribue à maintenir, outre le rayonnement infra-rouge (photons) une température favorable aux êtres vivants à la surface de la Terre et les variations de cette température, mesurées avec des instruments embarqués dans des satellites, donnent également une indication sur les variations du climat terrestre.

Alors qu’il faut environ 8 minutes pour un photon provenant du Soleil pour atteindre la Terre les particules énumérées ci-dessus atteignent le champ magnétique terrestre après quelques 4 jours de traversée dans l’espace selon leur masse et leur vitesse. Depuis la fin des années 1960, date à laquelle les observations satellitaires se sont développées, ces observations ont pu être clairement corrélées à la présence d’un optimum climatique terrestre, de 1970 à 1995, les oscillations de cette température entre 50000 et 200000 degrés K suivant les cycles solaires :

Depuis 1995 la surface solaire coronale se refroidit lentement et les géophysiciens s’accordent pour affirmer que la température de la surface de la Terre va suivre la même évolution. Plus significatif encore est l’affaiblissement progressif du rapport entre les particules alpha et les protons constituant le plasma solaire, un autre paramètre permettant de mesurer l’activité magnétique du Soleil mais aussi la température du plasma solaire puisque les particules alpha sont 4 fois plus lourdes (deux protons et deux neutrons) que les protons (noyau de l’atome d’hydrogène). Il faut donc très schématiquement 4 fois plus d’énergie pour que ces particules alpha soient éjectées dans l’espace depuis la couronne solaire à la même vitesse que celle d’un proton :

La majorité des mesures utilisées pour les tracés des diagrammes reproduits dans ce billet proviennent du Goddard Space Flight Center et disponibles au public en temps réel ( https://omniweb.gsfc.nasa.gov/ow_min.html ). Il est possible ainsi de tracer la courbe de variation de la pression du vent solaire au niveau du dôme d’interaction avec le champ magnétique terrestre exprimée en unités arbitraires moyennées sur 27 jours, c’est tout ce qui est disponible pour le public. Encore une fois on constate que cette pression diminue depuis 1990 :

Cette pression a même atteint la plus basse valeur depuis le début des observations satellitaires (1967). En outre les données satellitaires permettent d’estimer indirectement les variations de l’intensité du champ magnétique terrestre à l’aide de l’indice Kp qui à son tour permet de visualiser la variation de l’intensité du champ magnétique solaire par son effet sur celui de la Terre, bien que cet effet soit complexe car il fait aussi intervenir le vent ou plasma solaire :

Dans cette illustration l’indice Kp est exprimé en centièmes, cet indice ayant une valeur comprise entre 0 et 9, indice qui permet en outre de prédire la fréquence des aurores boréales et australes hors éruptions coronales massives. À nouveau et ce depuis 2006 l’indice Kp s’est effondré. Traduit en nanoTeslas, l’indice ap, directement dérivé de l’indice Kp est une estimation de la variation du champ magnétique terrestre sous l’influence du champ magnétique solaire. Il a atteint en ce début d’année 2020 un plus bas depuis le début des observations satellitaires :

La résultante de toutes ces observations se traduit dans les faits s’il est permis de s’exprimer ainsi en comparant l’ensemble des données météorologiques (GFS, Global Forecast Systems) issues des centres nationaux de prédiction météorologiques, NCEPs (acronyme de National Centers for Environmental Prediction) à la moyenne de l’ensemble des données relatives aux pressions atmosphériques, comparaison qui fait ressortir des tendances générales. Toutes les données sont accessibles au public ( http://www.karstenhaustein.com/climate ). Pour l’année 2020, Le Docteur Karsten Haustein de l’Université d’Oxford a collecté toutes ces données jusqu’au 28 août 2020 et la tendance générale est une chute des températures, que ce soit dans l’hémisphère nord (NH) ou l’hémisphère sud (SH) :

Il serait imprudent d’affirmer que la chute spectaculaire des températures dans l’hémisphère sud au cours du mois d’août (équivalent du mois de février dans l’hémisphère nord) soit directement liée à tous les paramètres de la météorologie spatiale exposés ci-dessus. Affirmer que l’on est déjà entré dans un nouveau petit âge glaciaire serait donc tout aussi prématuré … mais il est permis d’avoir quelques doutes.

Sources : diverses dont le site d’Antony Watts