L’atmosphère de la Terre s’étend beaucoup plus loin qu’on le croyait

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La plupart des gens pensent que l’atmosphère terrestre s’arrête à un peu plus de 100 km de la surface, mais une nouvelle étude basée sur des observations effectuées il y a plus de deux décennies par le satellite américano-européen Observatoire solaire et héliosphérique (SoHO), elle s’étend jusqu’à 630 000 km ou 50 fois le diamètre de la Terre. Cela fait de la Lune un avion de très haute altitude.

L’atmosphère terrestre s’étendrait jusqu’à 630 000 km 

Il est souvent très difficile de savoir où une chose se termine et une autre commence dans l’espace. Sur Terre, de telles limites semblent très évidentes. La mer se termine sur le rivage, le sol se termine au sommet de la plus haute montagne et l’atmosphère se termine là où il y a un vide – du moins, c’est l’idée. Le problème, c’est que, lorsque l’on entre dans l’espace, il est souvent moins important de savoir où une chose se termine et où une autre commence, et davantage où un ensemble de forces cesse de dominer l’autre.

L’atmosphère de la Terre en est un exemple. Composée de gaz, elle a tendance à s’étendre pour occuper tout l’espace dans lequel elle se trouve, et l’espace est un grand vide infini. La gravité de la Terre maintient la majeure partie de l’air autour de notre planète où elle devrait être, mais les couches extérieures de l’atmosphère ne s’arrêtent pas autant où elle commence à se tarir.

C’est la raison pour laquelle les satellites tombent en orbite. À des centaines de kilomètres, il s’agit pratiquement d’un vide extrême, mais il y a encore assez de molécules d’air pour générer une traînée sur un satellite, le ralentissant jusqu’à ce qu’il plonge dans les couches inférieures et se consume. Mais jusqu’où va l’atmosphère?

La satellite SOHO mesure la présence d’hydrogène

Lancé le 2 décembre 1995 au sommet d’une fusée Atlas IIAS depuis la base aérienne de Cape Canaveral en Floride, SOHO est placé à 1,5 million de kilomètres du premier point de Lagrange (L1) à partir de la Terre, où il a effectué des études sur le Soleil et la Terre ainsi que les vents solaires, et continuera de le faire jusqu’en 2020 au moins. À partir de ce point de vue, l’instrument SWAN (Solar Wind Anisotropie) du satellite est capable de mesurer la présence d’hydrogène en examinant la raie Lyman-alpha du spectre solaire et ce qui fonctionne pour le Soleil, fonctionne pour la Terre.

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En positionnant SWAN vers la Terre au bon moment de l’année, SoHO a pu détecter les atomes d’hydrogène de l’atmosphère et mesurer leur étendue dans ce que les scientifiques de l’espace appellent la géocorone. Bien que l’existence de la géocorone soit bien connue depuis longtemps – le télescope mis en place par les astronautes d’Apollo 16 sur la Lune l’a même photographiée – personne n’était sûr de la distance qu’il pouvait atteindre jusqu’à présent.

En examinant les données recueillies par SOHO au milieu des années 90, des scientifiques de l’Institut de recherche spatiale de Russie et d’ailleurs ont pu déterminer l’étendue et la densité de la géocorone. Ce qu’ils ont découvert, c’est que la lumière solaire du jour sur la Terre comprime l’hydrogène jusqu’à atteindre une densité de 70 atomes par cm cube à une altitude de 60 000 km; une densité de seulement 0,2 atome par cm cube à la distance de l’orbite de la Lune.

Une géocorone très ténue mais présente

Selon le chef de l’étude, Igor Baliukin, la géocorone est si ténue qu’elle ne présente aucun danger pour les astronautes et les vaisseaux spatiaux. Il y a trop peu d’atomes et même le rayonnement ultraviolet associé à la géocorone est trop faible pour avoir une quelconque conséquence. Cependant, elle est suffisamment dense pour interférer avec des observations astronomiques plus sensibles travaillant dans la bande ultraviolette du spectre.

Jean-Loup Bertaux, ancien enquêteur principal de SWAN, fait également remarquer que si la géocorone est typique des planètes semblables à celles de la Terre, ces nouvelles connaissances pourraient être utiles pour rechercher des signes d’eau sur des mondes extérieurs à notre système solaire.

Source et crédit image: ESA
Crédit photo : Pixabay

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2 thoughts on “L’atmosphère de la Terre s’étend beaucoup plus loin qu’on le croyait”

  1. // C’est fortement curieux de constater que d’éminents scientifiques aient toujours pensé que l’atmosphère de la Terre soit confinée, limitée.
    // Quand les vaisseaux spatiaux rentrent dans l’atmosphère en percutant un semblant de la limite de l’atmosphère, il s’agit de la surface de séparation entre deux phases gazeux de l’atmosphère.
    // Tout comme les liquides, deux ou plusieurs gaz mis ensemble tendent à se sédimenter selon leur densité. C’est ainsi que les gaz froids (lourds) se positionnent là où la gravité est la plus élevée (donc retombent), et les gaz chauds (légers) sont repoussés (montent) vers là où la gravité est la moindre, et c’est ainsi que les nuages sont aplatis en bas.
    // Plus on monte, moindre devient la gravité et donc la capacité à retenir les gaz. Les gaz s’échappent donc plus facilement de la Terre tendant à occuper des espaces plus vastes, donc se propagent dans le « vide » du cosmos.
    // Les gaz légers de [l’atmosphère de] la Terre n’ont pas une « limite à ne pas franchir ». Ils peuvent aller jusqu’à d’autres planètes, voire d’autres galaxies ou même d’autres univers, et vice-versa.
    //
    // Mais au moins quatre questions émergent :
    // 1. Pourquoi la Lune ne subit-elle pas la friction de cette atmosphère terrestre qui est aussi sienne, et par conséquent ne perd-elle pas de sa vitesse de translation autour de la Terre et donc de force centrifuge, pour finir par tomber sur Terre ?
    // 2. Qu’est-ce qui maintient sa vitesse ?
    // 3. Pourquoi la poussière lunaire soulevée par les modules lunaires n’a-t-elle pas été dispersé par le vent ?
    // 3a. Et pourquoi d’ailleurs n’y a-t-il même pas eu de soulèvement de poussière lunaire lors des alunissages ?
    // Pourquoi les scientifiques avaient-ils été aveuglés jusque là pour penser faux ?

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