Théorisé il y a des décennies, le champ électrique terrestre finalement détecté

Deux grands champs énergétiques globaux sont connus autour de la Terre : le champ gravitationnel, lié à sa masse, et le champ électromagnétique, dû aux mouvements au sein de son noyau métallique. Récemment, la NASA en a détecté un troisième, théorisé il y a des décennies.

Champ ambipolaire

Depuis les années 1960, les engins spatiaux amenés à survoler les pôles de la Terre ont détecté beaucoup plus de particules que prévu s’écoulant de l’atmosphère vers l’espace. Étrangement, ce « vent polaire » était constitué de particules se déplaçant à des vitesses supersoniques mais restant froides, ce qui suggérait l’existence d’un mystérieux champ électrique émanant de ces régions.

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Celui-ci commencerait à une altitude d’environ 250 km au-dessus des pôles, où le rayonnement solaire décompose les atomes en électrons chargés négativement et en ions chargés positivement. Si seule la gravité était en jeu, ces éléments finiraient par s’éloigner, avec des ions beaucoup plus lourds tombant vers le sol et des électrons s’élevant vers le cosmos.

En raison de leurs charges électriques opposées, ils ont en réalité plutôt tendance à s’attirer, ce qui créerait un faible champ « ambipolaire » contrebalançant les effets de la gravité et entrainant une dilatation de l’atmosphère, avec des ions voyageant suffisamment haut pour s’échapper dans l’espace.

Une variation de potentiel électrique infime

Pour détecter ce champ électrique bidirectionnel, les chercheurs de la NASA se sont tournés vers la fusée suborbitale Endurance et ses instruments ultra-sensibles. Au cours d’un vol d’une vingtaine de minutes, l’engin lancé depuis l’archipel norvégien du Svalbard en mai 2022 a détecté une variation du potentiel électrique de 0,55 volt (correspondant à la tension générée par une pile de montre) entre 250 et 768 kilomètres d’altitude.

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Aussi ténu soit-il, il s’est avéré que le champ ambipolaire exerçait une force de poussée 10,6 fois supérieure à celle de la gravité sur les ions hydrogène, contribuant à les propulser dans le cosmos à des vitesses supersoniques et favorisant la migration des ions oxygène. L’analyse des données a également révélé une augmentation de la « hauteur d’échelle » de l’ionosphère de l’ordre de 271 %.

La prochaine étape consistera a étudier précisément son impact sur l’évolution de l’atmosphère terrestre et, par extension, son rôle potentiel dans l’émergence de la vie.