Nouvelles du Soleil : rien de vraiment rassurant

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Le cycle solaire # 24 touche à sa fin puisqu’il en est maintenant à son 112 mois sur une moyenne de 135 mois depuis que les observations des taches solaires ont été répertoriées méthodiquement à partir des années 1750. Le cycle # 1 est celui qui débuta donc après 1750. La représentation ci-dessus indique l’amplitude des cycles en fonction du nombre de taches solaires observées chaque mois terrestre, corrigées en fonction de la rotation du Soleil autour de lui-même en 25 jours. Comme chacun peut le remarquer l’activité solaire varie au cours des années et ces variations expliquent en grande partie les changements du climat au cours des siècles qui ont été bien répertoriés par les chroniques et vérifiées par toutes sortes d’autres méthodes.

Il existe une autre représentation des variations du nombre de taches solaires, nombre que est directement corrélé à l’activité magnétique de l’astre, qui est si l’on peut dire les choses ainsi plus parlante. Depuis le cycle # 1 les astronomes ont établi une moyenne du nombre de taches solaires pour chaque mois et ont ainsi obtenu la courbe en bleu ci-dessous. Le nombre de taches solaires (solar spot number, SSN) du cycle # 24 est indiqué en rouge et en trait gris celui du cycle # 5, le premier du minimum climatique de Dalton.

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Pour chaque cycle individuel il est alors possible d’obtenir par différence – pour chaque mois d’un cycle donné – entre cette moyenne et les observations réalisées dans le passé, ou pour le cycle # 24 actuel, le nombre de taches solaires supérieur ou inférieur à cette moyenne :

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Les astronomes obtiennent alors cette représentation beaucoup plus claire qui indique l’excédent ou le déficit en taches solaires pour chaque cycle et cette représentation peut être réalisée pour n’importe quel mois de ces cycles. Comme il est facile de le remarquer aussi cette représentation montre clairement que le minimum climatique de Dalton et le petit âge glaciaire coïncident parfaitement avec des déficits en taches solaires et l’optimum climatique moderne résulte d’une activité solaire soutenue durant 7 cycles consécutifs, du jamais observé et déduit d’autres proxys depuis l’optimum climatique qui favorisa l’expansion de l’Empire Celte (et Gaulois) depuis la Mer Noire jusqu’à Bordeaux du 5e au 2e siècle avant notre ère. Ces conditions climatiques particulièrement favorables autorisèrent la mise à sac de Rome en 390 avant notre ère par les Celtes, mais c’est une autre histoire …

Le cycle solaire actuel qui en est donc à son 112e mois est largement déficitaire en nombre de taches et il est déjà le troisième cycle le plus déficitaire après les cycles # 5 et 6 (minimum de Dalton) depuis que les taches solaires sont scrupuleusement comptabilisées. Les astrophysiciens avaient noté il y a quelques semaines l’apparition d’une tache solaire dans l’hémisphère sud du Soleil qui aurait pu signer la fin du cycle # 24 mais elle n’a persisté que quelques jours, c’était une fausse alerte. Pour ce qui concerne le futur de l’activité solaire les avis sont partagés. Le cycle suivant est prévu selon les modèles d’évolution du champ magnétique solaire comme étant également très faible et il faudra attendre au moins jusqu’en 2035 pour assister à une éventuelle normalisation de l’activité magnétique solaire, voire la fin des années 2040 à moins que le Soleil entre dans une phase d’atonie prolongée. Autant dire que ces simples observations incontestables réalisées par le passé n’augurent rien de bien « réchauffant » pour le futur de l’évolution du climat.

Source et illustration : http://kaltesonne.de/die-sonne-im-marz-2018-und-neues-uber-die-treibhausgas-empfindlichkeit-unseres-klimas/ via le site de Pierre Gosselin notrickszone

La « matière noire » s’éclaircit …

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Je ne suis pas astrophysicien et la cosmologie n’est pas non plus un centre d’intérêt dans mes préoccupations. Je ne me suis jamais plongé dans les équations compliquées qui expliquent qu’il doit exister une matière noire dans les galaxies pour une raison qui m’échappe totalement. Sans vouloir contester les hypothèses et les théories variées expliquant pourquoi et comment l’Univers est ce qu’il est, c’est-à-dire ce qui est observable, j’ai déja été un peu interpellé par la théorie du « Big-Bang » et l’existence même d’une matière noire m’a paru invraisemblable puisque par définition on ne peut pas l’observer et par conséquent il sera toujours difficile d’en montrer la vraie nature.

Dans « notre » galaxie on sait qu’il existe en son centre un trou noir super-massif. Le centre de la galaxie se trouve dans la constellation du Sagittaire et ce trou noir s’appelle Sagittarius A* (Sag A*). Comme les trous noirs n’émettent pas de lumière car ils sont trop denses ils sont cependant détectables par les émissions intenses de rayons X depuis chacun de leurs pôles et pour les détecter encore faut-il que ces faisceaux très fins de rayons X soient orientés vers notre planète Terre. Selon les astrophysiciens de l’Université Columbia la probabilité d’observer un trou noir est faible, de l’ordre d’une observation chaques 100 ou 1000 ans. En étudiant de très près toutes les observations de Chandra, un satellite artificiel tournant autour de la Terre en 64 heures et opérationnel depuis près de 20 ans et dédié à l’observation des rayons X, ces astrophysiciens ont découvert qu’il existait autour de Sag A* une multitude d’autres trous noirs. Sag A* fut localisé par l’observatoire Chandra en 2001 et périodiquement cet appareil explore ce qui se passe autour de Sag A* dans un rayon de 4 années-lumière soit la distance entre le Soleil et l’autre étoile la plus proche de nous, Alpha du Centaure.

Selon les résultats de la compilation effectuée il existe des dizaines de milliers de trous noirs autour de Sag A* et à moins de 4 années-lumière de celui-ci. Les prévisions estiment que plus loin du centre de la Galaxie il y en aurait des centaines de milliers sinon des millions résultant de la fusion d’étoiles binaires ou de l’explosion de supernova. Que les astrophysiciens se rassurent : la fameuse matière noire existerait donc bien et elle serait constituée d’une multitude de trous noirs dont on n’a pu observer pour l’instant qu’une infinitésimale fraction …

Liens : https://en.wikipedia.org/wiki/Chandra_X_ray_Observatory

Nature, doi : 10.1038/nature2502Illustration : vue du Ciel en direction de la Constellation du Sagittaire. En ce moment la planète Mars se trouve dans la constellation du Sagittaire et Jupiter près du Scorpion.

Crise climatique : Le rôle prépondérant mais indirect de l’activité magnétique solaire sur le climat terrestre est incontestable

Avant d’entamer la lecture de ce long billet assez technique, je voudrais mettre en garde mes fidèles lecteurs : il s’agit de réflexions apparues à la suite des nombreuses lectures d’articles scientifiques auxquels j’ai pu avoir accès, que ceux-ci soient en accès libre ou que j’en aie demandé expressément une copie auprès de l’auteur correspondant. Il m’est apparu qu’il y avait à l’évidence un « chainon manquant » dans toute cette histoire de climat qui est devenue la préoccupation majeure de l’ensemble de l’humanité. Ce chainon manquant largement ignoré sinon sciemment occulté nous allons le découvrir au cours de ce billet car il est difficile de le conceptualiser sans entrer dans des détails parfois arides. Il fait appel, en effet, à des études complexes que peu de non-spécialistes sont à même de comprendre et j’avoue humblement que j’ai du soumettre quelques-uns des auteurs des travaux cités au cours de ce billet à mes insistantes questions auxquelles ils m’ont aimablement répondu. Je les en remercie ici très vivement, en particulier le Docteur Henrik Svensmark.

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Quand on examine le graphique ci-dessus (source NASA, Solar Dynamics Observatory Mission) on se dit, à juste titre, que toute cette histoire d’activité solaire cyclique d’environ 11 années ne peut pas, en toute logique, avoir de répercussions sur les températures moyennes sur Terre et par conséquent le climat est bien déréglé par l’activité humaine avec ses émissions de carbone, de CFCs et d’aérosols variés. Cette figure résume l’ensemble des observations par satellite depuis 1978 (9 satellites sur cette période) de l’irradiance solaire totale (TSI : Total Solar Irradiance, essentiellement des photons s’étalant des ondes radio aux rayons X) atteignant la Terre ou plutôt d’abord les hautes couches de l’atmosphère et non pas le sol directement, une précision qui a son importance comme nous le découvrirons dans ce billet. Les points rouges (14187 au total) représentent les mesures physiques de cette irradiance sur tout le spectre électro-magnétique et la courbe noire est la moyenne de ces mesures. La ligne horizontale jaune est le seuil minimal moyen de cette irradiance.

Comme on peut le constater la variation d’irradiance au cours d’un cycle d’activité solaire est très faible et n’est que de 0,09 % de 1361 watts par m2 – la moyenne – soit la formidable valeur de 1,22 watt ou plus clairement encore 0,61 watt en plus ou en moins des 1361 watts totaux moyens de cette irradiance solaire. Rappelons ici que l’énergie solaire moyenne atteignant la surface de la Terre est d’environ 370 W par m2 car l’irradiance solaire totale brute mesurée par les satellites (voir le point de Lagrange L1 en fin de billet à ce sujet) est en effet fortement tronquée dans les longueurs d’onde précisément de haute énergie, UV en particulier, par l’oxygène atmosphérique. Il est donc très facile de comprendre que les spécialistes de l’IPCC ont franchement déclaré droits dans leurs bottes que les variations de l’activité solaire ne pouvaient en aucun cas avoir un effet direct sur le climat de la Terre et on ne peut que être d’accord avec eux … si on s’en tient à ces observations.

C’est un peu la raison pour laquelle Claude Allègre, géophysicien et géochimiste de son état, fut traité de vieux gâteux quand il osa déclarer que ce n’était QUE le Soleil qui pouvait influer sur le climat terrestre selon des mécanismes encore largement inconnus mais certainement pas l’activité humaine. C’était en 1987 et les écologistes inventèrent par la suite tout ce qu’il était imaginable de faire comme coups bas pour que Allègre soit définitivement écarté de la scène politique et scientifique, Nicolas Hulot en premier lieu. La controverse surgit donc en 1987 et les données satellitaires n’étaient pas à l’époque aussi étoffées qu’aujourd’hui car elles n’en étaient qu’à leurs balbutiements …

Après 40 années d’accumulation d’observations de toutes sortes de paramètres les spécialistes du Soleil commencent à se faire une idée précise du pourquoi et du comment de l’influence de l’activité magnétique de cet astre sur le climat de la Terre et partant du principe que puisque l’irradiance solaire arrivant vers la Terre varie trop peu pour expliquer une relation de cause à effet directe sur le climat il devrait exister une autre cause « cachée » ou pour dire les choses plus clairement une autre cause largement ignorée et mal explorée ou encore complexe à comprendre.

Les mesures satellitaires, outre celle de l’irradiance solaire, comprennent également celles des flux de particules chargées en provenance du Soleil – le vent solaire – mais provenant aussi de la Galaxie et de l’Univers entier (les rayons cosmiques), puis les mesures des variations des champs magnétiques tant du Soleil que de la Terre et l’étude de l’interaction très complexe entre ces deux champs magnétiques. Toujours dans l’illustration ci-dessus figure en bleu le nombre de taches solaires comptées depuis le sol terrestre moyennées sur un mois. Ces taches, et plus personne ne le conteste aujourd’hui, sont le reflet visuel direct des variations du champ magnétique du Soleil au niveau de l’astre lui-même, champ magnétique généré par les flux internes de matière des pôles vers l’équateur et de pôle à pôle. Les taches solaires sont en effet une manifestation à la surface du Soleil de ces flux internes de matière solaire qui sont à la source du champ magnétique de l’astre qui va s’étendre ensuite très loin dans l’espace entourant le Soleil. Ces taches solaires constituent une source non négligeable mais pas prépondérante de particules chargées qui sont éjectées dans l’espace entourant le Soleil et appelé l’héliosphère dans laquelle évolue justement la Terre. Pour se faire une idée de cet environnement spatial dans lequel évolue la Terre le diamètre de l’héliosphère est d’environ 100 fois la distance Terre-Soleil.

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J’ai remis ci-dessus l’illustration déjà insérée dans un précédent billet car elle est riche d’autres enseignements si on prend la peine de l’analyser. Passons sur la représentation de l’évolution des taches solaires au cours des cycles de 11 ans, dite en « aile de papillon », qui retrace la migration de ces taches des pôles vers l’équateur solaire. Le diagramme inférieur représente les sommes des superficies des taches sur la surface de l’hémisphère solaire observable depuis la Terre et non plus leur nombre. Cette mesure est plus proche, comme nous le verrons par la suite, de l’activité magnétique solaire et de ses conséquences sur la vigueur du vent solaire. Il faut remarquer également l’optimum climatique moderne correspondant aux cycles #17 à 19 et #21 à 23 et le cycle #24 franchement étriqué qui touche aujourd’hui à sa fin et qui signe donc la fin de l’optimum climatique moderne dont la cause a été considérée par l’IPCC comme résidant dans les émissions de CO2 dues à l’activité humaine.

Alors pourquoi le climat ne varie-t-il pas au même rythme que le nombre ou l’étendue des taches solaires si c’est l’activité magnétique du Soleil qui a une influence primordiale ? Il n’est pas facile de répondre clairement à cette question et c’est la raison pour laquelle le champ magnétique du Soleil et ses conséquences ont été exclus des paramètres provoquant le réchauffement du climat par l’IPCC : trop compliqué à expliquer et à modéliser et surtout – surtout – indépendant de toute activité humaine !!! D’ailleurs quand la théorie de l’effet de serre du CO2 émergea c’était précisément au début des années 1980 et on ne connaissait pas grand-chose de ce qui se passait en détail au dessus de nos têtes …

Revenons donc un instant sur Terre et au sujet de son climat. Il y a un premier point qui ne peut pas être mis de coté d’un revers de la main : l’inertie des océans dont la masse constitue un volant thermique considérable aplanit les variations de température quotidiennes et saisonières. Les océans stockent plus de 93 % de toute l’énergie solaire atteignant la surface terrestre et non dissipée presque immédiatement vers l’espace (doi : 10.1029/2012GL051106), le reste est stocké temporairement dans l’atmosphère et renvoyé rapidement vers l’espace. Cette évaluation du stockage d’énergie par les océans est contestée par certains auteurs mais nous nous en tiendrons à cet ordre de grandeur. Les océans éliminent en permanence la chaleur emmagasinée par évaporation comme je l’avais expliqué dans un précédent billet ( https://jacqueshenry.wordpress.com/2017/12/21/la-magie-de-leau/ ). De plus l’extrême complexité du mouvement des masses d’air dans l’atmosphère ne peut pas être mise en équations. J’ai un jour dénombré pas moins de 9 couches nuageuses distinctes en voyageant en avion entre le décollage de l’aéronef et l’altitude finale de croisière de 35000 pieds (11000 mètres). De gigantesques ordinateurs ne font que s’appuyer sur des observations antécédentes pour tenter de prévoir ce qui pourrait se passer dans un futur proche. Quant à faire des prédictions sur le long terme en ne prenant en considération que les océans et l’atmosphère est un exercice qui relève de la fiction, il n’est même pas possible de définir des grandes tendances ! Les mathématiciens ont inventé une discipline à part entière pour décrire ce genre de phénomène avec des équations et ils l’appellent le chaos … c’est dire à quel point c’est complexe. Ce qui signifie aussi que tous les modèles prédictifs d’évolution des températures ne sont que de la fiction.

Par contre l’activité magnétique du Soleil avec ses variations cycliques bien documentées en étudiant le climat passé est maintenant décrite avec des équations mathématiques certes pas parfaites mais qui atteignent un degré de fiabilité satisfaisant. Les travaux de la mathématicienne Valentina Zharkova dont j’ai souvent cité les publications sur ce blog sont là pour le prouver. Si, donc, l’irradiance solaire varie tellement peu qu’elle ne peut pas être invoquée pour expliquer les variations du climat terrestre alors que se passe-t-il au juste au dessus de nos têtes ? Si mes lecteurs ont l’impression que je me répète c’est à dessein car tout se passe en réalité très loin du plancher des vaches comme nous allons le découvrir …

C’est une question qui me hante depuis plusieurs années, en réalité depuis que je me suis intéressé au « réchauffement contemporain du climat d’origine humaine » car cette affirmation m’a toujours parue invraisemblable. Puisque le nombre de taches solaires a bien été corrélé à des variations du climat par le passé (minima de Maunder et Dalton) et que le modèle mathématique de V. Zharkova a parfaitement fonctionné en remontant dans le passé (contrairement à tous les modèles prédictifs de l’IPCC) en particulier en « retrouvant » les optima climatiques de l’époque romaine et du Moyen-Age et ce fameux minimum de Maunder c’est donc bien le champ magnétique solaire qui a une influence sur le climat terrestre. Peut-être que oui, mais alors comment ?

Ce champ magnétique n’a que très peu d’influence sur celui de la Terre mais il constitue une sorte de cocon qui piège en partie les rayons cosmiques provenant de la Galaxie et de l’Univers susceptibles d’atteindre la Terre. Et il a son importance malgré le fait qu’il n’atteigne qu’une intensité de quelques milliardièmes de Tesla près de la Terre alors qu’au niveau du sol le champ magnétique terrestre atteint au maximum une quarantaine de microTeslas, soit 8000 fois plus que l’intensité de celui du Soleil.

Il est néanmoins difficile d’admettre que ce champ magnétique solaire puisse efficacement détourner des rayons cosmiques de très haute énergie « voyageant » à des vitesses proches de celle de la lumière. Ce sont d’ailleurs des arguments de ce genre qui ont été encore une fois utilisés par les spécialistes de l’IPCC pour rejeter tout effet du champ magnétique du Soleil et également tout effet des rayons cosmiques sur le climat terrestre car ce champ magnétique est beaucoup trop faible du moins au niveau de la Terre. Si ce n’est le champ magnétique solaire alors quoi d’autre ?

Les mesures satellitaires réalisées ces dernières 40 années ont aussi mis en évidence un point qui ne peut plus être ignoré aujourd’hui : quand le champ magnétique du Soleil s’affaiblit ce que l’on a coutume d’appeler le « vent solaire » s’affaiblit aussi. Il s’agit du flux de particules ionisées en provenance du Soleil qui atteignent la Terre et les autres planètes du système solaire et sont fort heureusement en grande partie piégées, en ce qui nous concerne cette fois, par le champ magnétique de notre planète. Le vent solaire forme en réalité un gigantesque nuage de particules qui s’étend bien au delà de l’orbite de Neptune et la Terre se trouve baignée dans ce peuplement permanent de particules variées qui se déplacent dans l’espace proche, l’héliosphère. La densité du vent solaire est actuellement de l’ordre de 10000 noyaux d’hydrogène par m3 (source : Goddard laboratory « spatial weather » en temps réel quand j’ai écrit ce billet) et il arrive à proximité des hautes couches de l’atmosphère à une vitesse variant entre 400 et 600 km/seconde. Comme tout flux d’électrons, par exemple dans un fil électrique, le vent solaire créé lui-même un champ magnétique et il fait donc partie du champ magnétique solaire comme nous le verrons plus loin.

L’affaiblissement de l’intensité du champ magnétique solaire a donc une influence indirecte sur le climat de la Terre comme je vais tenter de l’exposer ci-après aussi clairement que possible. Quand le Soleil s’assoupit (« magnétiquement parlant » si on peut dire les choses ainsi) il émet moins de particules chargées dans toutes les directions mais aussi en direction de la Terre et des autres planètes, dans le plan de l’écliptique. Le « vent » solaire est constitué d’électrons, de protons (noyaux d’hydrogène) et dans une moindre mesure de particules alpha (noyaux d’hélium) qui quittent la couronne solaire avec une vitesse de l’ordre de 1000 km/seconde, rien à voir avec l’irradiance qui est constituée de photons voyageant à la vitesse de 300000 km/seconde. Ces particules atteignent l’immédiat environnement de la Terre en 4 jours environ, la distance Terre-Soleil étant de 150 millions de kilomètres. Toutes ces particules pourraient constituer d’excellentes cibles pour les rayons cosmiques d’autant plus que la densité des particules de ce vent solaire est infiniment plus élevée que celle des rayons cosmiques provenant de l’Espace. Le « cocon » du champ magnétique solaire s’affaiblit, certes, quand l’activité solaire décroit mais c’est aussi la densité du vent solaire qui s’affaiblit parallèlement. En effet le vent solaire fait partie intégrante du champ magnétique du même nom. Ses particules ionisées constituent ce que les spécialistes appellent un plasma car le vent solaire comporte aussi des électrons comme cela a déjà été mentionné et ce plasma entretient et stabilise le champ magnétique. Dans les hautes couches de l’atmosphère terrestre il se passe alors ce dont j’ai déjà disserté à plusieurs reprises sur ce blog : le rayonnement cosmique de haute énergie est (ou « serait », la controverse est ouverte) la cause majeure de l’apparition d’espèces atomiques chargées électriquement qui sont autant de points de condensation des rares molécules d’eau qui sont encore présentes aux altitudes élevées quand ces rayons cosmiques arrivent dans cet environnement.

Les rayons cosmiques sont constitués surtout de protons (noyaux d’hydrogène) mais aussi de particules parfois aussi lourdes que des noyaux d’uranium ( ! ), on ne sait pas trop d’où ils proviennent et ces particules « voyagent » à des vitesses dites « relativistes », en d’autres termes proches de la vitesse de la lumière. Ils sont donc infiniment plus énergétiques que les particules qui constituent le vent solaire et quand ils atteignent le système solaire puis les hautes couches de l’atmosphère terrestre, du moins ceux qui arrivent sans encombre jusque là comme nous le verrons plus loin, alors qu’ils sont bien moins bien freinés par le « nuage de particules » du vent solaire qui s’est affaibli il en résulte la formation continuelle d’un film de microcristaux de glace autour de ce que les spécialistes appellent des « noyaux de nucléation » et ces cristaux vont réfléchir le rayonnement solaire (augmentation de l’albédo). Plus en profondeur dans l’atmosphère ces même rayons cosmiques et toutes les particules secondaires apparues au cours de leurs collisions avec des atomes d’oxygène, d’azote ou d’argon, en particulier des neutrons, provoquent par le même mécanisme la formation de nuages, parfaitement visibles cette fois, qui vont à leur tour piéger le rayonnement solaire. Ce processus a été très bien identifié en mesurant la quantité de l’isotope radioactif du béryllium (Be-10) généré directement par les rayons cosmiques entrant en collision avec les noyaux d’oxygène et d’azote de l’atmosphère. Ce phénomène appellé spallation cosmique n’a été mis en évidence qu’au début des années 1970. Si donc les rayons cosmiques sont moins déviés par le champ magnétique solaire par voie de conséquence il paraît donc évident que la surface de la Terre va se refroidir car l’atmosphère va renvoyer vers l’espace beaucoup plus d’énergie solaire avec l’apparition et le maintien de ces nuages d’altitude.

C’est ainsi que la diminution de l’activité magnétique solaire a un effet indirect sur le climat terrestre et ce résultat n’a pu être pressenti sinon mis en évidence qu’à la suite, ces dernières années seulement, des observations satellitaires et de certains instruments de mesure installés à bord de la station spatiale internationale.

Le Docteur Henrik Svensmark a été le premier à postuler une influence directe des rayons cosmiques sur la formation des nuages et sur le climat terrestre en 1997. Il a été mis à l’époque au ban des scientifiques comme étant un « hérétique » à la cause climatique d’origine humaine défendue par l’IPCC … Il a cependant persisté dans ses travaux (Nature Communications, doi ci-dessous) finalement validés par les observations satellitaires.

Entrons maintenant dans le détail. Le paragraphe suivant est étroitement inspiré d’une communication personnelle du Docteur Svensmark quand je lui ai écrit que j’avais de la peine à comprendre comment des particules arrivant de la Galaxie à des vitesses proches de celle de la lumière pouvaient être déviés par le champ magnétique du Soleil. Je vais prendre une image pour expliquer l’objet de ma question. Prenez un fusil et tirez une balle dans un nuage de plumes de duvet d’eider, la balle ne sera pas déviée.

Dans le domaine de la physique des particules la masse, la vitesse et l’énergie sont liées (cf. la fameuse équation d’Einstein E = mc2). Prenons donc le cas d’un proton (noyau d’hydrogène) « cosmique » ayant une énergie de 1 milliard d’électron-volt (1 GeV) arrivant dans le champ magnétique du Soleil qui contient donc et est entretenu par des particules ionisées (plasma) du vent solaire. La trajectoire de ce proton cosmique qui était jusque là rectiligne va, selon des lois physiques décrivant le comportement de telles particules dans un champ magnétique coexistant avec un plasma, se trouver animé d’un mouvement de rotation. La trajectoire du proton va ressembler, pour prendre un image, à celle d’un ressort étiré. Le rayon r de cette trajectoire en tire-bouchon peut être calculée selon l’équation :

r = 3,3E/B

où E est l’énergie du proton et B le champ magnétique, ici le champ magnétique solaire. Prenons E égal à 1 GeV et B égal à 5 nano-tesla. Le « rayon de gyration » du proton le long de sa trajectoire est alors sensiblement égal à 1 milliard de mètres ou un million de kilomètres. Or, comme le diamètre de l’héliosphère est de l’ordre de 100 fois la distance Terre-Soleil, soit 150 milliards de kilomètres, il en résulte qu’avant d’arriver à proximité de la Terre ce proton a à peu près 10000 possibilités d’entrer en collision avec l’une des particules constituant le vent solaire. En d’autres termes l’entrée dans l’héliosphère de particules cosmiques – y compris très énergétiques – est un processus diffusif. Il est donc aisé de comprendre qu’un affaiblissement du champ magnétique solaire augmente les chances de ces particules cosmiques d’atteindre l’atmosphère terrestre et de créer par collision des noyaux de condensation de la vapeur d’eau. Le refroidissement du climat de la Terre est donc une conséquence indirecte de l’affaiblissement de l’activité magnétique du Soleil. Et le fait que ce soient les rayons cosmiques qui jouent un rôle majeur dans les variations du climat terrestre est tout à fait inattendu et maintenant prouvé mais a été largement ignoré et n’a jamais été pris en considération par l’IPCC !

Illustrations : NASA, Nature Communications (doi : 10.1038/s41467-017-02082-2 en accès libre) et Wikipedia. Pour les flux de neutrons générés par les rayons cosmiques voir aussi doi : 10.1177/0958305X16686488 et enfin pour les variations dans le temps de l’irradiance solaire et du vent solaire voir A. Ollila, doi : 10.9734/PSIJ/2017/34187 et les sites de la NASA et de la NOAA dédiés au vent solaire et à la « météorologie spatiale ».

Pour étayer ces propos voici quelques données supplémentaires et illustrations utiles pour comprendre ce phénomène du « vent solaire » dont les variations sont aussi appelées « spatial weather ». D’abord la variation des radiations mesurables par les satellites et au sol au cours des précédent cycles solaires jusqu’au 31 décembre 2014. Il n’y a pas eu de publications synoptiques plus récentes ( https://satdat.ngdc.noaa.gov/sem/goes/data/new_plots/special/Overview_19830101-00h_20141231-24h.png ) :

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Les flux de neutrons (entre autres particules subatomiques) émanant des collisions des rayons cosmiques avec les molécules d’oxygène ou d’azote atmosphérique diminuent quand l’activité solaire est intense (sunspot numbers) et donc quand le vent solaire est puissant selon l’hypothèse de Svensmark exposée dans ce billet. Les rayons X d’origine solaire augmentent en intensité quand l’activité magnétique solaire est elle-même intense ainsi que le nombre de protons (noyaux d’hydrogène du vent solaire) qui est une bonne mesure de ce vent solaire. Enfin le champ magnétique solaire mesuré à la surface de la Terre avec des magnétomètres spéciaux ne varie pratiquement pas, tout au plus il ondule au rythme de la rotation de la Terre autour du Soleil. Ceci confirme aussi le peu d’effet direct du champ magnétique solaire sur le climat à la surface de la Terre.

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Une autre observation récente réalisée par la NASA à l’aide de ballons sonde largués depuis le désert de Mojave en Californie ne manque pas d’intérêt et vient également valider l’hypothèse de Svensmark. Ces ballons mesurent les radiations globales atteignant les hautes couches de l’atmosphère dans des plages d’énergie identiques à celles d’un portique de sécurité d’aéroport ou d’un examen radiologique à l’hôpital. Ces radiations sont exprimées en Gray c’est-à-dire en joules absorbés par kilogramme de matière, ici en microGray par heure. Depuis trois ans ces radiations augmentent de manière continue alors que l’activité solaire a décru de manière continue dans le même temps (voir les deux premières illustrations de ce billet). Or ces radiations constituent aussi une signature de l’effet du bombardement cosmique qui augmente donc sensiblement depuis que l’activité magnétique solaire a commencé à chuter très fortement ces dernières trois années.

Il reste enfin à l’appui de cette hypothèse d’un effet prépondérant des rayons cosmiques sur le climat de la Terre lorsque l’activité magnétique du Soleil diminue ce que les spécialistes appellent la décroissance de Forbush, et qui est d’ailleurs liée aux remarques précédentes. Il s’agit d’observations satellitaires et à partir du sol avec des ballons sonde reliant les émissions de particules par le Soleil lors d’éruptions massives de matière dites coronales avec la soudaine décroissance de l’intensité du bombardement cosmique au niveau de la Terre observée 4 jours plus tard. Pour rappel les photons permettent d’observer ces éruptions coronales depuis la Terre après seulement 8 minutes car ils « voyagent » à la vitesse de la lumière alors que le vent solaire, lui, « voyage » durant 4 jours pour atteindre la Terre. Dans l’environnement immédiat de la Terre l’explication de ce phénomène réside dans le fait que le plasma du vent solaire soudainement enrichi en espèces ioniques, et partie intégrante du champ magnétique solaire, dévie plus efficacement mais temporairement les rayons cosmiques (voir à ce sujet http://en.wikipedia.org/wiki/Forbush_decrease et H. Svensmark, doi en fin de billet) tout en contribuant à l’effet diffusif du plasma que j’ai mentionné plus haut. Cette remarque constitue la pierre angulaire de l’hypothèse émise au sujet de l’effet indirect de l’activité magnétique du Soleil sur le climat terrestre que je me suis permis d’exposer ici. Enfin pour les curieux il existe plusieurs objets spatiaux d’observation du Soleil en orbite autour du point de Lagrange L1 qui ne sont donc jamais « à l’ombre » de la Terre ou de la Lune ( https://en.wikipedia.org/wiki/Lagrangian_point ).

Faut-il encore d’autres preuves que tout est en train de changer très loin au dessus de nos têtes, que nous n’en sommes pas la cause, que nous ne pouvons rien y faire quelles que soient les quantités de CO2 que l’activité humaine puisse produire en plus ou en moins chaque jour et que le climat va fatalement se refroidir avec l’affaissement de l’activité magnétique du Soleil qui est en cours et qui va, selon les experts en ce domaine, durer une soixantaine d’années au moins, voire beaucoup plus ?

Notes à l’attention de mes lecteurs qui ont eu le courage de terminer la lecture de ce long billet.

1. Ce billet très technique relatif au climat est probablement l’un des derniers figurant dans ce blog sous cette rubrique. Je considère en effet inutile de continuer à me battre contre les forces obscures et apatrides qui ont décidé d’asservir l’ensemble de l’humanité sous le prétexte fallacieux que l’activité humaine dérègle le climat et d’essuyer de surcroit des insultes de la part de certains commentateurs à l’évidence par trop perméables à la propagande incessante de l’IPCC, du World Economic Forum et des organisations écologistes militant pour le plus grand profit de ces financiers qui ont pris le contrôle des politiciens. Je ne suis pas Don Qixote de la Mancha et dorénavant je ne me battrai donc plus qu’exceptionnellement contre les moulins à vent « climatiques » d’une valeur scientifique douteuse …

2. L’IPCC est un groupement artificiel de personnalités mandatées par divers gouvernements pour fournir sur les recommandations de ces derniers des rapports qui n’ont plus rien de scientifique afin que ces mêmes gouvernements se donnent carte blanche pour asservir l’humanité toute entière. Il est important de noter que ces personnalités bénéficient d’un passeport diplomatique et qu’elles agissent en toute impunité : ce sont des fonctionnaires de l’ONU. Le volet dit scientifique de l’IPCC est constitué d’universitaires pour la plupart à la recherche de subventions pour financer leurs travaux si tant est qu’ils concernent le réchauffement climatique. Aucun universitaire osant contredire les thèses de l’IPCC n’est admis dans ce cercle. Enfin le « sauvetage du climat » est une opportunité créée de toute pièce pour que les grands groupes financiers et industriels s’enrichissent au détriment du niveau de vie de tous les autres bipèdes de la planète. Il s’agit peut-être là du plus grand scandale politico-économique que l’humanité ait jamais connu dans son histoire. Comme le dit très justement sur son blog Donna Laframboise « Les politiciens gagnent toujours ».

Autres liens et sources : H. Svensmark, doi : 10.1002/2016JA022689 , doi : 10.1051/epn/2015204 et nombreuses communications personnelles pour lesquelles il est très vivement remercié ici.

Changements climatiques : un effet des rayons cosmiques ?

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Le premier mai 1006 puis en 1054 eurent lieu deux évènements cosmiques remarquables qui ont été répertoriés par les chroniqueurs tant en Europe qu’en Chine ou en Egypte. Il s’agit de l’explosion d’étoiles massives, phénomènes appelés supernova, qui inondèrent l’Espace de particules et de rayonnements divers. La première explosion (SN1006, illustration du « reste » de cette explosion) provoqua ce que les astronomes de l’époque appelèrent une nouvelle étoile tellement brillante qu’elle était non seulement visible à l’oeil nu en plein jour mais qu’elle éclairait suffisamment la nuit pour distinguer les ombres portées. Sa luminosité apparente correspondait à celle de la Lune au premier quartier. Elle eut pourtant lieu 7200 ans plus tôt dans notre Galaxie dans la constellation du Loup. La deuxième explosion (SN1054) eut lieu 48 ans plus tard dans la constellation du Taureau et il en reste aujourd’hui de magnifiques volutes colorées, témoins de ce cataclysme (illustrations Wikipedia) qui eut lieu en réalité 6500 années plus tôt.

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En analysant les carottes glaciaires du dôme Fuji dans l’Antarctique les physiciens du Riken Institute au Japon ont pu retrouver des traces de ces deux explosions. Il s’agit d’ions nitrate formés dans la haute atmosphère par le rayonnement gamma provenant de ces supernova (lien : https://arxiv.org/pdf/0902.3446.pdf accès libre). Les physiciens qui se sont affairé pour analyser ces carottes glaciaires ont pris soin d’éliminer toute autre cause comme des éruptions volcaniques ou d’autres variations brutales du climat. Deux pics séparés d’environ 47 ans – à la précision des mesures près – correspondent à ces deux explosions massives.

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Le Soleil émet également des rayons gamma et comme il est possible de le remarquer dans la figure ci-dessus l’évolution de la quantité de nitrates suit à peu un cycle d’environ onze ans qui a été corrélé par les auteurs de cette étude aux cycles solaires. Il est important de noter que l’échelle des temps est double. La calibration tient en effet compte de la compressibilité de la glace et il existe deux modèles de calibration différents qui ont été explicités dans cette figure. Enfin l’évènement daté de 1080 n’a pas pu être lié à une autre supernova car il n’existe aucun document dans l’Hémisphère nord qui ait relaté un tel évènement cosmique. Peut-être alors s’agissait-il d’une supernova invisible depuis les contrées septentrionales habitées.

Toujours est-il que les ions nitrate ont un effet direct sur la formation de nuages d’altitude. Mais est-il raisonnable d’en déduire que les supernova – et donc le rayonnement cosmique – ont aussi un effet direct sur le climat ? Ces deux (ou trois ?) explosions ont précisément eu lieu au cours de la période médiévale de climat chaud (années 800 à 1300). Les chroniques de l’époque font état de famines soudaines dont les causes sont peu connues entre les années 1000 et 1100 et une diminution sensible des températures telles qu’elles ont pu être reconstituées par analyse de teneurs en oxygène-18 des coquillages retrouvés dans les fjords du nord-est de l’Islande (voir le lien) :

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Toutes les spéculations sont permises et pour ma part je ferai le point des connaissances actuelles sur ce sujet dans un prochain article de ce blog. J’en profite ici pour rappeler à mes lecteurs que tous les billets de mon blog relatifs au climat et à bien d’autres sujets sont adossés sur des articles scientifiques publiés dans des revues à comité de lecture et que je n’invente rien. Je ne fais qu’informer mes lecteurs objectivement et je me passerais volontiers des commentaires haineux de certains de mes lecteurs.

Source : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0902522107 ou http://www.pnas.org/107/12/5306.full?pdf?with-ds=yes en accès libre

Visite fortuite d’un « alien »

Le Soleil se déplace autour du centre de la Galaxie à une vitesse de l’ordre de 220 kilomètres par seconde et lorsqu’un observateur regarde les étoiles dans le ciel, ce que nous faisons de moins en moins surtout dans les villes, celles-ci semblent immobiles. On pourrait en déduire que toutes ces étoiles, du moins les plus brillantes, se déplacent également dans la même direction et à la même vitesse que le Soleil. Or ce n’est pas tout à fait le cas car le Soleil se déplace aussi par rapport aux étoiles qui lui sont proches, ses voisines en quelque sorte, avec une vitesse non négligeable d’environ 20 km/seconde soit 72000 km/h. Les Assyriens et les Egyptiens avaient donc une vision des constellations légèrement différente de celle d’aujourd’hui.

Mais comme toutes ces étoiles sont très éloignées les unes des autres, par exemple l’étoile Alpha du Centaure, en fait une étoile double, se trouve à 4,7 années-lumière du Soleil, c’est à vrai dire une confortable distance qui exclue toute collision avec le Soleil. Et pourtant le système solaire vient d’être traversé par un objet qui ne provenait ni de la ceinture d’astéroïdes située au delà de l’orbite de Neptune ni du nuage de Oort situé bien au delà de ces cailloux d’où proviennent la plupart des comètes. Les astronomes l’ont identifié comme étant le premier objet répertorié provenant « d’ailleurs », de l’espace inter-stellaire, un « alien » de 400 mètres de diamètre appelé A/2017 U1 qui a frôlé le Soleil le 9 septembre dernier mais tout de même à une distance de 23 millions de kilomètres de ce dernier et à l’intérieur de l’orbite de Mercure. La trajectoire hyperbolique de ce bolide était telle qu’il ne pouvait pas provenir du nuage de Oort qui fait bien partie de « notre » système solaire.

Pour les astrophysiciens ce n’est pas surprenant car très probablement des cailloux de « notre » nuage de Oort peuvent tout aussi bien être éjectés vers les autres étoiles proches du Soleil.

C’est un peu comme si les étoiles s’échangeaient de la matière les unes avec les autres lorsque leurs planètes se forment puisque les spécialistes de la question considèrent que la grande majorité des étoiles possèdent des systèmes planétaires. L’espace n’est donc pas aussi vide qu’on le croyait et tout y est mouvant …

Source : Science Magazine, illustration : observatoire de Hawaii

Les ondes gravitationnelles : une gigantesque bouffée d’énergie

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En février 2016, après 5 mois de vérifications méticuleuses, l’observatoire LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) annonça pour la première fois la détection d’ondes gravitationnelles dont l’existence avait été prédite par la théorie de la relativité générale formulée par Albert Einstein il y a maintenant près d’un siècle. Un deuxième train d’ondes fut détecté le jour de Noël 2015 puis plus rien jusqu’au 4 janvier 2017. Cette fois c’est certain les ondes gravitationnelles existent bien et ce n’est pas une vue de l’esprit. En effet, comme pour toute expérience scientifique, répéter cette dernière et obtenir le même résultat peut encore être l’effet du hasard mais si elle est vérifiée une troisième fois alors il n’y a plus de doute possible.

Pour cette dernière détection d’un évènement cataclysmique d’une ampleur difficile à imaginer la puissance de calcul du signal a permis de confirmer qu’il s’agissait de la collision entre deux trous noirs massifs de 31 et 19 fois la masse du Soleil respectivement situés à plus de 3 milliards d’années-lumière de notre Galaxie, collision suivie de leur fusion. Les signaux obtenus tant à Hansford qu’à Livingston ont montré que les deux trous noirs tournaient autour d’eux-mêmes en sens opposé. Et lors de leur collision une énergie équivalente à deux fois la masse du Soleil a été dissipée dans l’espace selon la célébrissime équation d’Einstein : E = m x c2 ! Il s’agit donc bien d’un évènement d’une puissance difficile à imaginer qui a pu être détecté 3 milliards d’années plus tard. Il a duré un dixième de seconde et en kWh l’énergie dissipée fut de 130 suivies de 38 zéros kWh.

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Source : Physical Review Letters, doi : 10.1103/PhysRevLett.118.221101

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Petite note explicative de l’illustration. Imaginons que les ondes gravitationnelles soient un son perceptible par notre oreille. Un son se définit par sa fréquence – plus celle-ci est élevée plus le son est aigu – et son amplitude qui est d’autant plus élevée que le son est « fort ». Dans l’illustration tirée de l’article paru dans les PRL l’amplitude est matérialisée par une couleur allant du noir au jaune clair et la répartition de cette amplitude est représentée en fonction de la fréquence exprimée en hertz (Hz) pour les deux installations LIGO en fonction du temps. Il faut noter que le phénomène est extrêmement rapide puisqu’il ne dure qu’un dixième de seconde. La reconstruction par le calcul du signal fait apparaître un « bruit » de plus en plus aigu qui disparaît subitement … quand les deux trous noirs ont fusionné. L’univers tout entier a alors été inondé par une gigantesque décharge d’énergie, deux fois la masse du Soleil disparaissant en quelques centièmes de seconde selon l’équation d’Einstein d’équivalence entre masse et énergie … Je rappelle ici à mes lecteurs qu’il faut rendre à César ce qui est à César : c’est le mathématicien français Henri Poincaré qui le premier introduisit le concept d’ondes gravitationnelles et l’équivalence matière-énergie formulée par Einstein en 1904. Poincaré était prisonnier du paradoxe de l’ « éther », une fiction immatérielle formulée par Hendrick Lorentz en 1895 dont Einstein nia l’existence en écrivant les équations de la relativité restreinte quelques mois plus tard en 1905. Jamais Poincaré ne put s’affranchir de l’existence de l’ « éther » et la preuve expérimentale des ondes gravitationnelles plus d’un siècle plus tard est une ultime démonstration de la non-existence de l’éther. Cet évènement cosmique détecté par le LIGO a relaché dans l’univers tout entier une énergie de 360.1045 joules ou encore 130.1038 kWh en un dixième de seconde.

La peur du vide

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Les astronomes observent et les astrophysiciens calculent et quand les observations semblent inexplicables ces derniers inventent des théories parfois hilarantes. Et c’est dans ce travers qu’ont échoué – à mon humble avis – une équipe franco-israélienne d’astrophysiciens sous la direction du Professeur Yehuda Hoffman de la Hebrew University de Jerusalem.

Pour comprendre le raisonnement de ces scientifiques il faut faire quelques petits rappels. La Terre tourne sur elle-même et au niveau de l’Equateur la vitesse de rotation est de 1600 km/h. C’est la raison pour laquelle il est judicieux de lancer des fusées vers l’espace depuis une installation proche de l’équateur comme en Guyane par exemple car la fusée, avant même d’avoir décollé, se déplace (par rapport à l’espace) à cette vitesse de 1600 km/h que naturellement on ne ressent pas quand on a les pieds sur le plancher des vaches. La Terre tourne autour du Soleil – pour ne pas lui tomber dessus en raison de la gravité – à une vitesse d’environ 100000 km/h et encore une fois personne sur la Terre ne ressent cette vitesse de déplacement de la Terre autour du Soleil. Ce n’est pas tout et on peut avoir alors le vertige si on y pense, le Soleil gravite autour du centre de la Voie Lactée – « notre galaxie » – à la vitesse pas négligeable du tout de 850000 km/h ! Si, dans un monde où tout est relatif, on ajoute qu’il faut au Soleil plus de 200 millions d’années pour faire un tour complet autour du trou noir se situant au centre de la Voie Lactée, cette vitesse semble alors infime …

À cette énumération il faut enfin tenir compte de la vitesse de déplacement de notre galaxie, de concert avec sa soeur jumelle la Galaxie d’Andromède (illustration), vers un groupe d’autres galaxies appelé Le Grand Attracteur. Cette vitesse de déplacement qui est le résultat de la gravité exercée par cette concentration de galaxies est de 2 millions de km/h soit 630 km par seconde. Le Grand Attracteur est situé à 150 millions d’années lumière de la Voie Lactée et de la galaxie d’Andromède qui sont distantes l’une de l’autre de « seulement » 2,5 millions d’années lumière. Il faut noter au passage que cette galaxie est la seule visible à l’oeil nu dans le ciel boréal et que son « image » qui nous parvient aujourd’hui a été émise avant même que l’homme existe sur la Terre …

Cette équipe d’astrophysiciens s’est intéressée à un autre groupe de galaxies situé à 600 millions d’années lumière de « notre » Voie Lactée appelé la Concentration de Shapley, donc très au delà du Grand Attracteur. Or, par le calcul, la vitesse de déplacement de la Voie Lactée vers le Grand Attracteur ne peut pas être expliquée par la présence de cet autre région à forte densité et forte population de galaxies car elle est située beaucoup trop loin pour avoir un effet sur cette vitesse de déplacement. Les astrophysiciens ont donc imaginé que notre galaxie fuyait une zone de l’espace intergalactique curieusement désertique, c’est-à-dire très pauvre en galaxies, qui vient d’être découverte à l’opposé du Grand Attracteur (par rapport à « notre » galaxie). Notre galaxie, en quelque sorte, a donc tout simplement peur du vide comme en ont conclu ces astrophysiciens et elle fuit cette région sombre et sans matière. Il fallait avoir vraiment beaucoup d’imagination pour y penser et j’avoue que mon petit cerveau n’a pas saisi la subtilité de cette nouvelle théorie que je trouve totalement absurde, mais je ne partage cette opinion qu’avec moi-même … Ces travaux ont néanmoins fait l’objet d’une publication dans Nature, soi : 10.1038/s41550-016-0036 Illustration : Galaxie d’Andromède, Wikipedia

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Note à l’intention de mes lecteurs exigeants. Comme l’ont donc revendiqué dans cet article les auteurs de l’étude il existe dans l’Univers des zones à forte densité de matière et d’autres zones au contraire vides de tout objet céleste. Il s’agit d’une propriété de l’Univers appelée anisotropie, en d’autres termes l’Univers n’est pas homogène comme l’ont montré les mesures du bruit de fond cosmologique (illustration ci-dessus) correspondant à une température de 2,72 degrés K. Toutes sortes de théories ont été avancées pour expliquer cette anisotropie dont en particulier le modèle du Big-Bang.