Pourquoi nous devrions nous inquiéter des puissantes tempêtes géomagnétiques causées par l’activité solaire

L’activité violente du soleil et les nombreux événements inattendus et imprévisibles qui se produisent à sa surface suggèrent que nous devons nous préparer au pire. D’énormes explosions de champ magnétique et de plasma provenant de la couronne solaire, connues sous le nom d’éjections de masse coronale (CME), pourraient un jour produire des tempêtes géomagnétiques extrêmement puissantes frappant la Terre avec une énorme puissance, sans aucune pitié pour notre planète.

Lorsqu’une CME frappe l’atmosphère terrestre, elle provoque des perturbations temporaires du champ magnétique de la planète, appelées tempêtes géomagnétiques. Ces tempêtes pourraient affecter les réseaux électriques, mettre des villes entières dans le noir, entraver les communications radio et la navigation GPS. Elles pourraient même perturber les satellites en orbite. Devons-nous donc nous inquiéter qu’une CME extrême puisse provoquer une tempête géomagnétique très puissante, entraînant une catastrophe mondiale et mettant nos vies en danger ?

« La réponse courte à cette question est absolument. La possibilité qu’une CME extrême provoque une tempête géomagnétique très puissante est réelle. Il y a une incertitude considérable sur la fréquence de telles tempêtes au niveau où nous nous inquiétons des énormes impacts sur le réseau électrique et des impacts résultants qu’un manque d’électricité aurait. S’agit-il d’un événement sur 50, 100 ou 1 000 ans ? Nous ne le savons tout simplement pas », a déclaré à Astrowatch.net Doug Biesecker, du centre de prévision de la météo spatiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

La plus grande tempête géomagnétique enregistrée dans l’histoire s’est produite en 1859 et est appelée l’événement Carrington, ou parfois la super-tempête solaire de 1859. Elle a perturbé les systèmes télégraphiques dans toute l’Europe et l’Amérique du Nord et des aurores ont été observées dans de nombreuses régions du monde. Les scientifiques prédisent que si un événement de la taille de celui de Carrington nous frappait aujourd’hui, il dévasterait notre technologie, touchant presque tous les aspects du monde moderne qui dépendent des appareils électroniques, de l’internet et des systèmes de navigation par satellite. Il ferait des ravages sur les humains, endommageant des services vitaux tels que les transports, l’assainissement et la médecine.

Pour faire face à ces menaces, le gouvernement américain a publié sa stratégie nationale de météorologie spatiale et le plan d’action national de météorologie spatiale en octobre 2015, décrivant les activités visant à améliorer la compréhension, la surveillance, la prévision et l’atténuation des risques de météorologie spatiale.

« Il y a eu une nouvelle stratégie nationale de météorologie spatiale publiée par la Maison Blanche en octobre 2015. Cette stratégie et un plan d’action qui l’accompagne précisent ce que les agences fédérales et l’industrie doivent faire dans les années à venir pour être prêts non seulement à prévoir un événement extrême, mais aussi à s’assurer que la nation est résiliente aux impacts d’un tel événement extrême », a noté Biesecker.

Ces documents visent à améliorer la préparation aux événements météorologiques spatiaux en imbriquant et en s’appuyant sur les efforts politiques existants. Ils identifient des objectifs primordiaux qui sous-tendent et conduisent les activités nécessaires pour améliorer la sécurité et la résilience des technologies et des infrastructures critiques. Cependant, nombre de ces activités nécessiteront des horizons temporels longs, ce qui implique un engagement soutenu entre les agences gouvernementales et le secteur privé.

Espérons que notre flotte actuelle d’observation de l’espace profond, conçue pour étudier le soleil et les événements d’activité solaire, s’avère utile pour la prédiction de la météo spatiale. Biesecker est convaincu que des engins spatiaux comme l’Observatoire de la dynamique solaire de la NASA et l’Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO), construits conjointement par la NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA), ont révolutionné notre compréhension de l’activité solaire et amélioré nos modèles de prévision de la météo spatiale.

« SOHO a vraiment changé la donne. En janvier 1997, les coronographes LASCO de SOHO ont observé ce qui est maintenant communément appelé une CME à halo partiel. Quatre jours plus tard, une tempête géomagnétique s’est produite, qui avait été prédite sur la base des observations de SOHO. Cela a marqué le début d’une révolution dans la prévision, conduisant à une connaissance plus concrète des CME, les moteurs de l’activité géomagnétique. Auparavant, on se fiait à des approximations, telles que des filaments en éruption ou des éruptions solaires de longue durée, mais celles-ci n’étaient fiables qu’à 70 %. Le coronographe nous permet non seulement de savoir avec certitude qu’une éjection de masse coronale a eu lieu, mais il nous indique également sa direction, sa taille et sa vitesse. Celles-ci ont permis d’améliorer considérablement la compréhension de la propagation des CME dans le vent solaire et la prévision de l’occurrence et du moment des tempêtes géomagnétiques », a expliqué Biesecker.

« SDO nous donne une image plus claire des régions solaires actives et des filaments en éruption. La haute cadence et la haute résolution de SDO donnent aux prévisionnistes les preuves les plus claires de la façon dont les taches solaires et les régions actives évoluent et pour ensuite évaluer leur potentiel à produire des éruptions solaires », a-t-il ajouté.

La prévision précoce d’une CME et de l’ampleur de la tempête géomagnétique qui en résulte pourrait être cruciale pour faire progresser nos prévisions et mieux nous préparer aux effets dévastateurs de la météo spatiale. Bien que les coronographes nous disent actuellement si la Terre sera touchée par une éruption et quand, ils ne fournissent pas l’élément d’information le plus important nécessaire pour déterminer l’intensité de la tempête.

Lancé en février 2015, l’observatoire climatique de l’espace profond NOAA/NASA (DSCOVR) pourrait être très utile, en servant d’engin spatial « d’alerte précoce ». DSCOVR fonctionne au point de Lagrange 1 (ou L1), entre la Terre et le soleil,à environ 1 million de miles de notre planète, observant et fournissant une alerte avancée des particules et des champs magnétiques. En plaçant DSCOVR à L1, on obtient un point d’observation de qualité du vent solaire. L’engin spatial peut nous dire à l’avance quand une poussée de particules et un champ magnétique provenant du soleil toucheront la Terre et s’ils présentent des caractéristiques qui provoqueront une tempête géomagnétique sur notre planète.

« C’est pourquoi un moniteur L1 tel que DSCOVR est si important. La clé pour améliorer les prévisions à long terme est de déterminer la force et la direction du champ magnétique qui interagira avec le champ magnétique de la Terre le plus tôt possible », a déclaré Biesecker.

Il a également noté que la NOAA était également intéressée par la mission Sunjammer pour faire voler certains instruments de base plus près du soleil avec une voile solaire (d’un facteur deux par rapport à la distance L1). Elle devait être lancée en même temps que DSCOVR, mais malheureusement, le projet a été annulé en 2014. Sunjammer était censé fournir des alertes précoces sur l’activité solaire potentiellement dangereuse.

De nombreux projets futurs attendent toujours d’être mis en œuvre. Il existe des groupes qui essaient diverses techniques pour déterminer le champ magnétique en utilisant des techniques telles que la rotation de Faraday à partir d’observations radio, ou en utilisant l’effet Zeeman ou l’effet Hanle à partir d’observations en lumière blanche ou infrarouge.

Cependant, comme l’a dit Biesecker, ces travaux sont encore dans le régime spéculatif de la science, beaucoup d’efforts n’étant pas encore financés, et il reste encore beaucoup à faire, notamment trouver des techniques pour quantifier le champ magnétique, avant que nous puissions espérer utiliser tout cela pour prévoir l’influence sur la Terre.

En conclusion, y a-t-il encore beaucoup de raisons de s’inquiéter en ce qui concerne les événements solaires puissants ? Il est important de noter que nous avons actuellement dépassé le maximum du cycle solaire actuel, qui s’est produit en avril 2014, alors l’influence du soleil sur la Terre sera-t-elle moins importante maintenant ?

« Alors que l’activité solaire telle que les éruptions solaires et les CMEs est grossièrement corrélée avec le cycle solaire, à mesure que nous considérons des événements plus extrêmes, cette corrélation s’affaiblit. Ainsi, alors que nous nous dirigeons vers moins d’éruptions et de CME en moyenne, la probabilité d’événements extrêmes est toujours présente. Même lors du dernier cycle solaire, les événements les plus extrêmes se sont produits deux à quatre ans après le maximum du cycle solaire », conclut Biesecker.