Le même phénomène qui provoque les aurores - les rideaux magiques de lumière verte souvent visibles depuis les régions polaires de la Terre - provoque l'appauvrissement de la couche d'ozone mésosphérique. Cet épuisement pourrait avoir une importance pour le changement climatique mondial et, par conséquent, comprendre ce phénomène est important.

Maintenant, un groupe de scientifiques dirigé par le professeur Yoshizumi Miyoshi de l'Université de Nagoya, Japon, a observé, analysé, et a permis de mieux comprendre ce phénomène. Les résultats sont publiés dans Nature's Rapports scientifiques .

Dans la magnétosphère terrestre, la région du champ magnétique autour de la Terre, les électrons du soleil restent piégés. Les interactions entre les électrons et les ondes plasma peuvent provoquer l'échappement des électrons piégés et leur entrée dans la haute atmosphère terrestre (thermosphère). Ce phénomène, appelé précipitation d'électrons, est responsable des aurores. Mais, des études récentes montrent que cela est également responsable de l'appauvrissement local de la couche d'ozone dans la mésosphère (inférieure à la thermosphère) et peut avoir un certain impact sur notre climat.

Quoi de plus, cet appauvrissement de la couche d'ozone dans la mésosphère pourrait se produire spécifiquement pendant les aurores. Et tandis que les scientifiques ont étudié la précipitation des électrons en relation avec les aurores, aucun n'a été en mesure d'élucider suffisamment comment il provoque l'appauvrissement de l'ozone mésosphérique.

Le professeur Miyoshi et son équipe ont profité de l'occasion pour changer ce récit lors d'une tempête géomagnétique modérée sur la péninsule scandinave en 2017. Ils ont orienté leurs observations vers des « aurores pulsantes » (PsA), une sorte d'aurore faible. Leurs observations ont été possibles grâce à des expériences coordonnées avec le radar European Incoherent Scatter (EISCAT) (à une altitude comprise entre 60 et 120 km où se produit le PsA), le vaisseau spatial japonais Arase, et le réseau de caméras tout-ciel.

Les données d'Arase ont montré que les électrons piégés dans la magnétosphère terrestre ont une large gamme d'énergie. Il a également indiqué la présence d'ondes de chorus, un type d'onde plasma électromagnétique, dans cette région de l'espace. Des simulations informatiques ont ensuite montré qu'Arase avait observé des ondes plasma provoquant des précipitations de ces électrons dans une large gamme d'énergie, ce qui est cohérent avec les observations EISCAT dans la thermosphère terrestre.

L'analyse des données EISCAT a montré que les électrons d'une large gamme d'énergie, de quelques keV (kilo électron volts) à MeV (méga électron volts), précipiter pour provoquer PsA. Ces électrons transportent suffisamment d'énergie pour pénétrer dans notre atmosphère à moins de 100 km, jusqu'à ~60 km d'altitude, où se trouve l'ozone mésosphérique. En réalité, des simulations informatiques utilisant des données EISCAT ont montré que ces électrons appauvrissent immédiatement l'ozone local dans la mésosphère (de plus de 10 %) lorsqu'ils la frappent.

Le professeur Miyoshi explique, "Les PsA se produisent presque quotidiennement, sont répartis sur de grandes surfaces, et durent des heures. Par conséquent, l'appauvrissement de la couche d'ozone résultant de ces événements pourrait être important. » En parlant de la plus grande importance de ces résultats, Le professeur Miyoshi poursuit :« Ceci n'est qu'une étude de cas. D'autres études statistiques sont nécessaires pour confirmer l'ampleur de la destruction de l'ozone dans l'atmosphère moyenne en raison de la précipitation des électrons. Après tout, l'impact de ce phénomène sur le climat pourrait potentiellement impacter la vie moderne."