De minuscules électrons et protons chargés qui peuvent endommager les satellites et altérer l'ozone ont révélé certains de leurs mystères aux scientifiques de l'Université d'Otago.

Dans une étude publiée dans Lettres de recherche géophysique , le groupe a examiné des particules chargées interagissant avec un type d'onde radio appelée « EMIC » – une onde générée dans les ceintures de rayonnement de la Terre (anneaux invisibles de particules chargées en orbite autour de la Terre).

Auteur principal Dr Aaron Hendry, du Département de physique, dit qu'il est important de comprendre comment ces ondes affectent les ceintures - qui sont remplies de satellites coûteux et importants - et le climat de la Terre.

« Tout comme l'atmosphère terrestre, la magnétosphère terrestre – la région autour de la Terre où notre champ magnétique est plus fort que celui du Soleil – subit parfois de fortes « tempêtes », " ou des périodes de forte activité. Ces tempêtes peuvent provoquer des modifications importantes du nombre de particules dans les ceintures de radiation et peuvent accélérer certaines d'entre elles à des vitesses très élevées, ce qui en fait un danger pour nos satellites. Sachant combien de ces particules il y a, ainsi que la vitesse à laquelle ils se déplacent, est très important pour nous, afin que nous puissions nous assurer que nos satellites continuent de fonctionner.

"L'activité au sein des ceintures de radiations peut parfois faire changer les orbites de ces particules. Si ces changements amènent les particules suffisamment bas pour atteindre la haute atmosphère terrestre, ils peuvent frapper l'air dense, perdent toute leur énergie et tombent hors d'orbite.

« Les ondes EMIC sont connues pour être capables de provoquer ces changements et de provoquer la perte de particules des ceintures de rayonnement. En plus de provoquer de beaux affichages lumineux que nous appelons aurore, cette pluie de particules peut également provoquer des changements chimiques complexes dans la haute atmosphère qui peuvent à leur tour provoquer de petites, mais important, modifie la quantité d'ozone présente dans l'atmosphère.

"Bien que ces changements soient minimes, les comprendre est très important pour bien comprendre comment fonctionne la chimie de l'atmosphère, comment il évolue au fil du temps, et l'impact qu'elle a sur le climat, " dit le Dr Hendry.

Pour leur dernière étude, les chercheurs ont utilisé les données des satellites GPS pour déterminer le nombre d'électrons que les ondes électromagnétiques peuvent projeter dans l'atmosphère terrestre.

Une règle générale dans les ceintures de rayonnement est qu'à des vitesses plus lentes, vous avez beaucoup plus d'électrons. Donc, si la vitesse minimale de l'interaction de l'onde EMIC est abaissée, il y a beaucoup plus d'électrons autour pour interagir avec les ondes.

En examinant les données des satellites qui surveillent le nombre d'électrons dans les ceintures de rayonnement et à quelle vitesse ils vont, les chercheurs ont pu montrer que vous pouvez voir le nombre d'électrons dans les ceintures de rayonnement diminuer considérablement lorsque les ondes EMIC sont présentes.

"Étonnamment, nous avons également observé des changements dans le nombre d'électrons à des vitesses nettement inférieures à la vitesse minimale « acceptée » actuelle. Cela signifie que l'EMIC peut affecter un nombre d'électrons beaucoup plus important que nous ne le pensions auparavant. Clairement, nous devons repenser la façon dont nous modélisons cette interaction, et l'impact qu'il a sur les ceintures de radiation. Il y a beaucoup d'électrons dans les ceintures de rayonnement, donc être capable d'en envoyer suffisamment dans l'atmosphère pour faire un changement notable est tout à fait remarquable.

"Cela a montré que nous devons prendre en compte ces ondes EMIC lorsque nous réfléchissons à la façon dont les ceintures de rayonnement changent au fil du temps, et comment ces changements dans la ceinture de radiation affectent le climat sur Terre. »

Le Dr Hendry dit que l'impact des électrons pilotés par les EMIC sur la chimie atmosphérique n'est actuellement pas inclus dans les principaux modèles climatiques, qui essaient de prédire comment le climat de la Terre changera au fil du temps, il est donc très important de s'assurer que ce processus est compris et inclus dans ces modèles.

"Les changements sont très faibles par rapport à des choses comme l'impact humain sur le climat, mais nous devons comprendre l'ensemble du tableau afin de bien comprendre comment tout s'emboîte."