Variations géomagnétiques

Introduction

Le principal champ géomagnétique, celui qui varie lentement, tire son origine au sein de la Terre. Des phénomènes se produisant sur la Terre engendrent des variations plus rapides, soit des périodes qui durent de quelques secondes à quelques jours. Au-dessus de l'atmosphère, le rayonnement solaire crée une région ionisée appelée ionosphère. La magnétosphère qui est située au-dessus de cette dernière renferme le champ magnétique de la Terre qui agit comme un bouclier protégeant la Terre des vents solaires et du flux des particules chargées provenant du Soleil. Les courants électriques au sein de l'ionosphère et de la magnétosphère produisent des champs magnétiques que l'on observe à la surface de la Terre le long du champ magnétique terrestre.

Variation géomagnétique des jours calmes

Variation des jours calmes.  Description suit.

La succession de phénomènes à l'origine des perturbations géomagnétiques tire son origine sur le Soleil. Les phénomènes les plus simples sont déclenchés par le rayonnement électromagnétique du Soleil. En plus d'illuminer et de réchauffer le côté diurne de la Terre, ce rayonnement réchauffe également l'ionosphère, ce qui provoque des courants de convexion. Ces courants transportent les particules chargées par l'intermédiaire du champ magnétique de la Terre et créent un effet dynamo qui transporte les courants électriques ionosphériques au-dessus de l'équateur et jusqu'aux latitudes moyennes. Ces courants produisent un champ magnétique qui, vu à partir de l'espace, semble être fixé sur la face diurne de la Terre. Lors de sa rotation, la Terre transporte une partie de sa surface dans le champ magnétique et hors de ce champ, créant ainsi une variation de 12 heures.

Les orages magnétiques

Orages magnétiques.  Description suit.

Le Soleil émet également des particules dans l'espace. Le vent solaire comprime la magnétosphère du côté où brille le soleil et l'attire dans une queue en forme de comète du côté nocturne. Les éruptions sur le Soleil produisent des flux de particules à haute vitesse dans le vent solaire. Ces particules à haute vitesse compriment davantage la magnétosphère entraînant un changement soudain du champ magnétique observé à la surface de la Terre. Ce changement est souvent annonciateur d'un orage magnétique appelé début soudain d'un orage.

L'interaction permanente entre le vent solaire et la magnétosphère augmente le nombre de particules chargées piégées dans ces régions de la magnétosphère appelées ceintures de van Allen, et situées à 25 000 à 40 000 km au-dessus de la Terre. Ces particules dérivent autour de la Terre et créent un courant annulaire qui produit une dépression dans le champ magnétique horizontal, lequel est visible à des basses latitudes autour du globe sous la forme de la phase principale d'un orage magnétique. Cette phase est suivie par la phase de rétablissement qui dure une journée ou plus, et durant laquelle le courant annulaire s'atténue et le champ magnétique revient à la normale.

Les sous-orages magnétiques

Sous-orages magnétiques.  Description suit.

Au cours des périodes de perturbation, les particules chargées sont dirigées vers les lignes de force du champ magnétique situées dans la haute atmosphère où elles forment les aurores boréales (les lueurs boréales) et, dans l'hémisphère sud, les aurores australes (les lueurs australes). De puissants courants électriques sont également générés et précipités dans l'ionosphère dans les zones aurorales oû sont produits des courants est-ouest intenses appelés électrojets auroraux. Les perturbations magnétiques observées à hautes latitudes sont déclenchées par les champs magnétiques de ces électrojets.

Pulsations

Pulsations.  Description suit.

Parfois des trains d'ondes sinusoïdales dont la durée varie de quelques fractions de seconde à quelques minutes, se propagent sur les traces magnétiques. Il s'agit de pulsations magnétiques. Pour simplifier, on peut les imaginer comme étant les vibrations des lignes de force du champ terrestre qui résonnent comme les vibrations des cordes d'une guitare.