octobre 20, 2020

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La Lune aurait “sauvé” l’atmosphère de notre planète grâce à son champ magnétique

Ce n’est plus le cas aujourd’hui, mais la Lune possédait autrefois un champ magnétique, qui a vraisemblablement protégé notre planète des tempêtes solaires. Sans lui, le rayonnement solaire aurait littéralement brûlé la surface de la Terre. C’est la conclusion d’une nouvelle étude qui vient de paraître dans Progrès scientifiques.

Dans leur article, James Green, scientifique en chef de la NASA et son équipe, présentent une modélisation de l’action combinée des magnétosphères terrestre et lunaire, qui a conduit à la formation d’un véritable bouclier protecteur contre le vent solaire. Leurs travaux montrent qu’il y a quatre milliards d’années, le champ magnétique généré par la Lune permettait à notre atmosphère de se développer tranquillement, alors que l’activité solaire était particulièrement intense.

Un champ magnétique aussi intense que sur Terre

Notre planète a un bouclier contre les radiations nocives du Soleil, appelé la magnétosphère. Cette couche protectrice, située à une altitude d’environ 1000 km, existe grâce au champ magnétique de la Terre. Ceci est généré par les mouvements de convection du noyau externe de notre planète, composé de métal liquide (principalement du fer et du nickel).

La Lune n’a pas un tel bouclier naturel, du moins pas actuellement. Et pendant des décennies, les scientifiques ont supposé que la Lune pourrait ne pas avoir la capacité de générer et de maintenir une dynamo magnétique substantielle à partir de son seul petit noyau. Mais aujourd’hui, un groupe de chercheurs apporte la preuve qu’il y a quelques milliards d’années, notre satellite naturel avait un champ magnétique aussi puissant que le nôtre.

Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques ont réexaminé d’anciens échantillons lunaires, datant de 1969. À cette époque, les astronautes de la mission Apollo 12 – la deuxième à atterrir sur la lune – ont découvert que le champ magnétique lunaire était environ 1000 fois plus faible que celui de la Terre. .

Notre lune, il y a 4 milliards d’années, a généré son propre champ magnétique, qui a agi comme un tampon protecteur pour la Terre. Crédit: NASA

La mémoire magnétique des époques passées est préservée dans les roches de surface, dont beaucoup ont été rapportées par les astronautes d’Apollo 12. Cependant, une nouvelle analyse des échantillons prélevés, utilisant des technologies modernes, a révélé que ce champ magnétique était en fait beaucoup plus puissant lorsque la Lune était à l’aube de sa vie. Pour déterminer la force du champ magnétique à l’époque, les chercheurs ont étudié les roches de surface formées à partir de matière fondue, résultant de l’impact initial. Au fur et à mesure que cette roche se refroidissait, les minuscules grains qui la composaient s’alignaient avec le champ magnétique, formant un véritable instantané de la force et de la direction du champ à ce moment-là.

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James Green est ravi d’avoir eu l’opportunité de revoir ces échantillons: ” D’un point de vue scientifique, je n’arrête pas de dire que les échantillons sont un cadeau qui nous revient sans cesse parce que, en les comprenant davantage, nous pouvons revenir en arrière, les réexaminer et en obtenir davantage. Plus d’information ».

évolution du champ magnétique lunaire

L’intensité du champ magnétique de la Lune en fonction du temps. L’enveloppe montre la variation du champ et peut indiquer que le champ magnétique lunaire a subi plusieurs inversions au cours de ses débuts. Les lignes pointillées indiquent la superficie minimale et maximale du champ magnétique actuel de la Terre par rapport à celui de la Lune. Crédits: J. Green et al.

Dans le cadre de leurs recherches, Green et son équipe ont modélisé des champs dipolaires magnétiques (ou MDF, pour champs dipolaires magnétiques) généré par la Terre et la Lune primitives. Ils ont découvert que pendant les premiers centaines de millions d’années de l’histoire de notre satellite, son champ magnétique était à son maximum: de 20 à 100 μT il y a environ 4,25 à 3,5 milliards d’années. . Il était également beaucoup plus proche de la Terre, à seulement 18 rayons terrestres (contre environ 60 aujourd’hui). Ce champ est ensuite tombé à environ 5 μT il y a 3,2 Ga.

Quand l’unité fait la force

Les simulations de Green suggèrent que le champ magnétique de la Lune a agi comme une véritable bulle protectrice, absorbant les forts vents solaires. L’atmosphère terrestre a ainsi bénéficié pendant très longtemps d’une ligne de défense supplémentaire. ” Les forces de marée de la Terre interagissant avec la Lune ont probablement contribué à maintenir le courant et la magnétosphère actifs pendant plusieurs centaines de millions d’années Green explique.

simulation couplage magnétosphères terre lune

Résultats de la simulation de magnétosphères couplées Terre-Lune, avec des dipôles anti-alignés et la Lune située à 18 rayons de la Terre en coordonnées GSE. (A) La Lune est à 12 heures, heure locale (LT), qui est midi. (B) La Lune est à 0 LT, ou minuit. Le vent solaire est dirigé de gauche à droite. On observe que les magnétosphères de la Lune et de la Terre s’entremêlent, assurant une protection efficace contre le vent solaire. Crédits: J. Green et al.

Que les magnétosphères couplées soient anti-alignées ou alignées, les résultats sont similaires: l’action combinée des deux champs protège notre planète. Ensuite, la Lune s’est éloignée de la Terre et son noyau s’est refroidi, détruisant son champ magnétique. Il continue de s’éloigner lentement de nous, environ 2,5 cm chaque année.

Cette découverte est une preuve supplémentaire que les corps de notre système solaire évoluent. De plus, cela remet complètement en question comment le champ magnétique de la Terre primitive aurait pu à lui seul suffisamment la protéger contre les épisodes intenses et destructeurs du vent et du rayonnement solaire. Au début de sa vie, le Soleil était beaucoup plus actif, éjectant jusqu’à 100 fois plus de particules solaires qu’aujourd’hui. C’est grâce au soutien de la Lune que notre atmosphère a résisté et que la vie s’est développée sur notre planète.

Les échantillons qui seront collectés lors de futurs voyages lunaires, comme prévu par le programme Artemis de la NASA, fourniront sans aucun doute une preuve supplémentaire de cet effet protecteur passé. L’échantillonnage de la Lune aux pôles pourrait révéler si ce modèle est correct.

Les auteurs soulignent également que ces résultats sont importants pour l’étude des exoplanètes exposées à des conditions extrêmes de vent stellaire et de rayonnement de particules. Il est en effet reconnu que les vents stellaires des étoiles de type M (comme les naines rouges) peuvent être extrêmement violents au point de souffler les atmosphères des exoplanètes rocheuses résidant dans les zones habitables des étoiles hôtes. Ainsi, pour comprendre l’évolution à long terme des atmosphères exoplanétaires et surtout, leur capacité à créer un environnement propice à la vie, il est essentiel de comprendre non seulement la force des émissions stellaires, mais aussi d’analyser les magnétosphères de ces planètes. et leurs lunes.

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La source : Science Advances, J. Green et al.