La Terre perd des centaines de tonnes d’atmosphère dans l’espace chaque jour

tonnes d'atmosphère

Les scientifiques savent depuis un certain temps que l’atmosphère terrestre perd plusieurs centaines de tonnes d’oxygène chaque jour. Ils comprennent comment cette perte d’oxygène se produit du côté nocturne de la Terre, mais ils ne sont pas certains de la façon dont elle se produit du côté diurne.

Ils savent cependant une chose : le phénomène se produit pendant les aurores boréales.

Selon un communiqué de presse de l’Observatoire de la Terre de la NASA, il n’y a pas deux débits d’oxygène qui soient exactement les mêmes, ce qui rend difficile leur compréhension. Ils appellent ces événements des “fontaines de gaz” qui s’échappent de la Terre pendant l’activité aurorale, et l’Observatoire de la Terre a une mission dédiée à les comprendre.

La mission fait partie du programme de l’Observatoire de la Terre de la NASA appelé VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), et elle nécessite certaines conditions.

Elle se déroule à Ny Alesund, Svalbard, Norvège, pour une bonne raison. C’est l’établissement civil le plus septentrional au monde toute l’année. Il est doté d’un port libre de glace toute l’année et d’une installation moderne de lancement de fusées. Il n’y a pas non plus de Soleil dans la nuit d’hiver ici pour interférer avec l’étude des aurores boréales.

Mais il y a autre chose qui fait de cet endroit le cadre parfait pour la mission VISIONS-2.

Chaque matin, Ny Alesund passe sous un point faible de la bulle magnétique terrestre. Le point faible est comme un entonnoir qui canalise le vent solaire féroce dans la haute atmosphère. Cela provoque des manifestations aurorales et fait bouillir les gaz de notre atmosphère dans le vide de l’espace d’une fontaine aurorale.

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A 78,9° N, Ny Alesund n’est qu’à 1237 km du pôle Nord, et à plus de 5700 km de Washington, DC.

Récemment, des chercheurs de VISIONS-2 ont lancé deux fusées sondes pour étudier la perte d’oxygène pendant les aurores boréales. Les fusées sondes sont de petites fusées ciblées qui peuvent être lancées rapidement. Dans ce cas, les deux fusées ont été chargées de caméras et d’autres instruments et préparées pour le lancement.

L’équipe de lancement doit être très patiente. Mais bien sûr, ils ont la technologie de leur côté. Ils n’ont pas besoin d’attendre de voir l’aurore pour le faire, ils ont déjà vu une aurore grâce au satellite DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).

DSCOVR est l’observatoire des vents solaires de la NOAA. Il se trouve au point LaGrange, entre la Terre et le Soleil, et indique à l’équipe de VISIONS-2 quand le vent solaire est assez puissant et orienté de la bonne façon pour causer des aurores boréales. Au mieux, l’équipe reçoit un avertissement d’environ une heure.

Même avec un avertissement préalable, l’équipe est prudente. Si le vent solaire s’avère trop faible, c’est qu’ils auront gâché le lancement. Si les conditions de vent terrestre dans l’atmosphère terrestre sont trop fortes, c’est aussi un problème.

Les fusées ne sont pas guidées, elles doivent donc être orientées avant le lancement pour tenir compte des vents. Heureusement, l’équipe dispose d’un autre outil, des ballons météorologiques lancés toutes les 30 minutes, au besoin, pour tester le vent.

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Deux fusées sondes ont visé l’aurore au-dessus de Svalbard, en Norvège. (Allison Stancil-Ervin du centre de vol Wallops de la NASA)

Les fusées ont été mises en scène à Ny-Ålesund, Svalbard (Norvège), et les chercheurs ont attendu une aurore avant de lancer la paire. Le 7 décembre 2018, les chercheurs ont lancé les deux fusées pendant une aurore.

La photo ci-dessus est une longue exposition des fusées, qui capture les deux lancements même s’ils ont eu lieu à quelques minutes d’intervalle.

La mission a utilisé une paire de fusées pour pouvoir utiliser un mélange d’instruments différents dans chacune d’elles. Certains instruments nécessitaient une plate-forme tournante, d’autres non. Une paire de fusées lancées à quelques minutes d’intervalle a également permis à des instruments similaires de prendre des mesures au fil du temps.

L’image ci-dessus montre le premier étage d’allumage et d’extinction des deux fusées, alors qu’elles étaient envoyées en mission pour étudier la perte d’oxygène dans l’atmosphère terrestre.

“Nous avons eu une expérience incroyable en construisant ces charges utiles très complexes et performantes, en les intégrant et en les testant à Wallops, puis en les apportant sur le terrain”, a déclaré Doug Rowland, chercheur principal de la mission et physicien de l’espace au Goddard Space Flight Center de la NASA. “Le lancement a été un moment très émouvant, d’autant plus quand on a vu que tous les instruments avaient bien fonctionné et que les conditions scientifiques étaient bonnes.”

Après le lancement, la fusée a dix minutes pour faire son travail dans la fontaine atmosphérique. Les caméras d’imagerie d’atomes neutres construisent une image de la fontaine de l’intérieur et de l’extérieur. La caméra aurorale documente l’aurore elle-même, sa température, son intensité et sa hauteur.

Si tout se passe bien, l’équipe de recherche est récompensée par un “mur de science”.

Le lancement du 7 décembre semble avoir été un succès. Un premier examen des données montre que les instruments ont fonctionné correctement et ont retourné les données prévues.

Je crois que nous avons vu la “fontaine atmosphérique”, a dit M. Rowland. Les données doivent encore être analysées et mises à l’échelle, “mais il se peut que nous en ayons la preuve à partir de perspectives multiples”.

La Terre, évidemment, est une planète dynamique, vivante et active. Il se passe beaucoup de choses ici.

Le projet VISIONS-2 est conçu non seulement pour nous aider à mieux comprendre notre propre planète, mais aussi d’autres planètes. Quelles planètes sont habitables ? Pourquoi certaines sont-elles si désolées ? Comment une planète comme Mars, qui avait une atmosphère, l’a-t-elle perdue ?

L’atmosphère terrestre ne disparaîtra pas de sitôt. Pas avant que le Soleil ne devienne une géante rouge dans 5 milliards d’années, en tout cas. À ce moment lointain, l’expansion du Soleil fera bouillir notre atmosphère comme si de rien n’était. Alors, ce sera la fin.

La quantité d’oxygène (et d’hydrogène) perdue de l’atmosphère terrestre pendant ces aurores est minime. Plusieurs centaines de tonnes par jour, ça peut sembler beaucoup, mais ça ne l’est pas. Dans tous les cas, la photosynthèse aide à restaurer l’oxygène.

C’est toujours une pièce importante du puzzle pour comprendre comment les choses fonctionnent et quels sont les détails de la relation entre la Terre et son étoile.

Cet article a été publié à l’origine par Universe Today. Lire l’article original.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche

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