Une planète magnétique

Ken Tapping, le 4 novembre 2015

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter et Vénus sont près l’une de l’autre à l’aube.
  • Mars, beaucoup moins lumineuse, est visible à proximité de Vénus.
  • Mercure disparaît dans les lueurs de l’aurore.
  • La Lune sera pleine le 27 et nouvelle le 11.

Imaginez-vous pagayant sur un lac du Nord sous un ciel sans Lune, où les aurores boréales ondulent sur le fond étoilé. On ne peut imaginer d’expérience plus typiquement canadienne. Sur Terre, les aurores polaires, qui sont un phénomène d’origine magnétique, sont tout à fait courantes, mais ce n’est pas le cas sur toutes les planètes.

Le noyau de notre planète est un gigantesque amas de fer et de nickel à l’état semi-liquide. En circulant, ce magma crée un effet de dynamo qui induit des courants électriques qui à leur tour engendrent des champs magnétiques. Ceux-ci font irruption par les pôles et se projettent dans l’espace, formant une bulle magnétique autour de la planète. Le vent solaire donne à cette bulle la forme d’une longue goutte d’eau, dont la pointe est dirigée vers le Soleil. La plupart du temps, le vent solaire glisse sur la bulle, mais lorsque le Soleil entre en activité, les particules chargées pénètrent à l’intérieur de la bulle et sont canalisées par le champ magnétique vers les pôles, où elles entrent en collision avec les atomes d’azote et d’oxygène de l’atmosphère. À ce contact, elles s’illuminent et dessinent des aurores polaires. Les plus grands avantages du champ géomagnétique sont toutefois invisibles, mais ô combien essentiels à la vie!

Le vent solaire est composé de particules et de champs magnétiques éjectés par le Soleil à des centaines de kilomètres à la seconde. Certaines de ces particules ont suffisamment d’énergie pour griller l’électronique des vaisseaux spatiaux et mettre la vie des astronautes en danger. Heureusement, la station spatiale et l’essentiel de l’équipement en orbite voguent à l’intérieur de la bulle géomagnétique et sont donc protégés. Sur Terre, le champ géomagnétique et la densité de l’atmosphère nous protègent contre le vent solaire et les radiations dangereuses provenant de l’espace. Pour mieux comprendre l’importance du champ géomagnétique, on peut comparer la Terre avec Mars, la quatrième planète du Système solaire et Vénus, la deuxième, la Terre étant la troisième.

Mars aurait déjà possédé un champ magnétique, mais comme elle est plus petite que la Terre et s’est refroidie plus rapidement, son noyau s’est finalement solidifié, ce qui a mis fin à l’effet de dynamo et au champ magnétique qu’il produisait. Dès lors, le vent solaire a pu décaper petit à petit les couches supérieures de l’atmosphère martienne, si bien qu’il n’en reste pratiquement plus aujourd’hui. Plus l’atmosphère s’amincissait, plus les ultraviolets et les autres rayons nocifs atteignaient la surface. La chimie du sol a alors changé et des substances toxiques et très réactives telles que des perchlorates se sont formées. Toute colonie installée sur Mars devra donc se débarrasser de ces substances avant de pouvoir penser à cultiver quoi que ce soit sur la planète rouge.

Vénus est de taille comparable à celle de la Terre, mais curieusement, son champ magnétique est très faible. On penserait en effet que le noyau de Vénus serait toujours en fusion et induirait encore l’effet de dynamo. Comment expliquer que ce ne soit pas le cas? La clé pourrait résider dans l’action exercée par la Lune sur le noyau terrestre. La Terre est la seule planète du Système solaire possédant un satellite faisant plus du quart de son diamètre. On soupçonne que la Terre et la Lune ont été formées par la collision de deux objets il y a quelque 4,5 milliards d’années. Est-ce la raison pour laquelle l’intérieur de la Terre est différent de celui de Vénus? Ou est ce que la force de marée exercée par la Lune joue un rôle fondamental?

N’ayant pas à percer de bouclier magnétique, le vent solaire a fini par arracher l’atmosphère de Vénus, mais celle-ci étant plus grosse que Mars, elle exerce un effet gravitationnel plus fort sur son enveloppe gazeuse. Les gaz légers tels que l’hydrogène montent dans l’atmosphère et finissent par s’échapper alors que les gaz plus lourds tels que le dioxyde de carbone (CO2) sont emprisonnés près de la surface. Le CO2 est un gaz à effet de serre qui contribue à surchauffer la température à la surface de Vénus jusqu’au point de fusion du plomb.

Nous savons que la vie telle que nous la connaissons a besoin de la présence d’eau liquide, d’oxygène et de températures douces stables. Nous pouvons ajouter qu’il faut aussi un champ magnétique stable et relativement puissant pour la protéger.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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