QU'EST-CE
QU'UNE AURORE POLAIRE?
Depuis
que
le monde est monde, les aurores polaires font partie intégrante
de notre planète Terre. Elles ne dépendent aucunement
de l'activité humaine, mais plutôt de celle du Soleil
et du champ magnétique terrestre!
L'aurore
n'est pas, tel qu'on l'a cru pendant longtemps (jusqu'à il
y a 70 ans), causée pas la réflexion de la lumière
solaire sur les glaces de l'Arctique.
Toutefois, c'est effectivement
le soleil qui est responsable des aurores polaires. La surface turbulente
du soleil rejette dans l'espace des atomes et des particules subatomiques
(protons, électrons). Lors de violentes tempêtes solaires,
une grande quantité d'électrons et de protons venant
du soleil arrivent dans l'atmosphère terrestre et excitent
les atomes d'oxygène et d'azote, lesquels deviennent subitement
lumineux et produisent les magnifiques voiles (rubans ou rideaux)
de lumière colorée que sont les aurores polaires. On
les nomme polaires parce qu'une fois arrivées dans l'atmosphère
terrestre, les particules sont prises au piège par le champ
magnétique qui les force à se diriger vers les pôles
magnétiques nord (aurore boréale) et sud (aurore australe).
L'aurore a la forme
d'une mince bande elliptique - l'ovale auroral - centrée sur
les pôles nord et sud magnétiques, i.e. environ à
700 mètres des pôles géographiques. La grandeur
de cette forme dépend de l'activité solaire: plus le
Soleil est "silencieux" et le vent solaire calme, moins
l'ovale est grand; contrairement, plus le vent solaire frappe le champ
magnétique terrestre avec force et rafale, plus l'aurore devient
large et s'étend.
Aparté
sur le vent solaire:
La température
de l'atmosphère solaire est de plusieurs millions de degrés
Kelvin (Température °C = Température °K - 273,15).
À ces températures, les collisions entre les particules
sont si violentes que les atomes d'hydrogène se décomposent
en électrons et en protons. Ce "matériel"
ionisé est appelé plasma. Le vent solaire, c'est lorsque
ce plasma s'éloigne du soleil dans toutes les directions. Il
transporte le champ magnétique solaire dans l'espace interplanétaire.
La vitesse et la densité de ce vent solaire varie beaucoup;
celles-ci sont plus grandes quand le vent provient des régions
actives du soleil, comme les taches ou les protubérances solaires.
Des chiffres... La densité
moyenne du vent solaire, lors de son voyage du Soleil à la
Terre, est de 8 particules par cm cube et sa vitesse moyenne, de 400
km/s; il prend un peu plus de 4 jours pour atteindre la Terre.
La Terre, elle, se protège
de toutes les particules "spatiales" qui lui arrivent dessus
par sa magnétosphère (i.e. une immense bulle de champ
magnétique qui dévie le vent solaire). Quelques-unes
des particules du vent solaire sont capturées par le champ
magnétique terrestre et accélèrent pendant le
trajet vers le bas, le long des lignes de champ magnétique
jusque vers l'ovale des aurores. En route, elles accumulent de l'énergie
qui, lorsqu'elles entrent dans l'atmosphère, et font collision
avec l'oxygène et l'azote, se transforme en lumière.
C'est l'aurore!
Les lumières
au néon fonctionnent de la même façon. Les atomes
de néon ont besoin d'être excités par l'électricité
pour qu'une partie de l'énergie d'excitation se transforme
en photon, ou en lumière. Dès qu'on coupe la source
électrique, l'énergie n'est pas assez grande pour "allumer"
les atomes de néon, et la lumière s'éteint. De
même, le vent solaire doit contenir assez d'énergie pour
que ses électrons excitent ceux des atomes et des molécules
de la haute atmosphère terrestre, et provoque ainsi des aurores.
HISTORIQUE
DES AURORES POLAIRES
En 593 avant J.-C.,
le grec Anaximène aurait aperçu des "nuages de
gaz enflammé". Il semble bien que ceci aurait été
une aurore polaire.
Les
taches solaires avaient été remarquées par les
astronomes chinois vers le Xve siècle.
Au XVIIe siècle,
Galilée aurait été le premier à utiliser
l'expression "aurore boréale" pour nommer ce phénomène,
mais il semble qu'il n'en avait pas encore trouvé l'explication.
Il avait remarqué les taches solaires (taches sombres, plus
froides que le reste de la surface solaire, dont le champ magnétique
est très élevé).
Au cours du XIXe siècle,
quelque 27 théories scientifiques ont tenté d'expliquer,
sans succès, le phénomène des aurores. Certains
astronomes avaient fait une association entre les taches solaires
et les aurores qui étaient anormalement intenses.
Au cours de la première
moitié du XXe siècle, un norvégien, Olaf Birkeland
a associé les aurores avec des courants électriques
créés dans l'atmosphère par des particules solaires.
Depuis les 30 dernières
années, les instruments de mesure par satellites ont permis
de comprendre la relation de cause à effet entre les taches
solaires et les aurores. Plus les taches sont nombreuses, plus les
aurores deviennent visibles des régions populeuses.
A
QUELLE HAUTEUR SE PRODUISENT LES AURORES POLAIRES?
On
a l'impression que c'est à la même hauteur que les nuages,
mais les aurores se manifestent dans l'ionosphère, i.e. de
100 à 1000 km. Bien qu'il se produit des aurores polaires dès
60 km et jusqu'à une limite supérieure extrême
de 2000 km d'altitude, c'est plutôt de 100 à 150 km environ
au-dessus du sol qu'on les retrouve en plus grand nombre. Comme point
de référence, la navette spatiale voyage à un
peu plus de 300 km d'altitude.
COULEURS
DES AURORES POLAIRES:
Voici un exemple de
la vie de tous les jours pour comprendre la lumière des aurores.
Des électrons frappent sur un écran de télévision,
laissant apparaître différentes couleurs selon le type
de phosphore (rouge, vert, bleu) qui recouvre le tube cathodique.
Parallèlement, la lumière solaire (ou les électrons)
qui arrive dans l'atmosphère terrestre entre en collision avec
différentes molécules. Chacun des gaz atmosphériques
va briller différemment selon son état, neutre ou chargé,
et aussi selon l'énergie de la particule qui la frappe.
La couleur jaune-verte,
la plus éclatante et la plus fréquente, est émise
par les atomes d'oxygène qui sont à environ 100 km d'altitude.
Ceux qui sont plus haut, au-delà de 300 km, émettent
une lumière rouge foncé. Ces aurores toutes rouges sont
rares. C'est d'ailleurs ce genre d'aurores qui a quelquefois causé
la confusion: certains avaient pris une aurore polaire rouge pour
la lueur d'un feu de grande envergure; plus d'une fois on a fait appel
aux pompiers pour éteindre... une aurore polaire!... Finalement,
les molécules d'azote, qui sont neutres, à un bas niveau,
produisent une lumière rouge pâle quand elles sont frappées
par les électrons. L'azote de la haute atmosphère devient
ionisé et émet du bleu et du violet. Ce sont justement
les molécules d'azote qui produisent le bordure inférieure,
dans les teintes de rouge-violet et les côtés vagués
des aurores.
Certaines aurores sont
rouges avec un soupçon de vert, de bleu, de jaune et de blanc.
Mais de façon plus générale, les aurores apparaissent
blanchâtres avec quelques reflets vert et rarement des reflets
rougeâtres. Mais à cause de la faible luminosité
des aurores et de la noirceur de la nuit, notre oeil perçoit
mal les couleurs. Dans le sud du Canada et dans le nord des Etats-Unis,
on observe surtout des aurores boréales de couleur verte.
QUAND
ET OU OBSERVE-T-ON LES AURORES BOREALES?
On peut les observer
à plusieurs reprises au cours de l'année surtout dans
le nord du Canada, en Alaska et dans la partie nord de la Scandinavie.
Plus particulièrement à Fairbanks et Nome, 2 villes
de l'Alaska, plus de 200 jours avec aurores peuvent être observés
par année.
Nulle saison ne privilégie
la fréquence des aurores boréales. On peut les voir
à n'importe quelle époque. Elles sont toutefois plus
fréquentes environ à tous les 11 ans, ce qui correspond
au maximum d'activité des taches solaires. Cependant, puisqu'elles
ne sont visibles que la nuit, on a plus de chance de les voir durant
l'hiver et plus fréquemment autour de minuit (en fait, entre
22 heures et 3 heures du matin). Si par hasard, une aurore est observée
tôt en soirée, il est alors fort possible qu'une autre
suivra quelques heures plus tard.
Elles peuvent enflammer
le ciel pendant plusieurs minutes et même parfois pendant plusieurs
heures. Le plus souvent, les aurores boréales surgissent dans
la direction du nord, mais on observe parfois de pâles rubans
lumineux qui traversent le ciel d'est en ouest.
PREVISION DES AURORES POLAIRES
On ne peut prévoir
l'époque ni même la forme que prendront les aurores polaires.
Une gigantesque éruption solaire pourrait engendrer une aurore
spectaculaire, alors qu'une éruption solaire similaire quelques
mois plus tard pourrait ne rien provoquer du tout. Cependant, certaines
années sont plus favorables aux aurores polaires que d'autres.
Celles pendant lesquelles l'activité solaire atteint un point
culminant (1990, 1991, 1992, puis le 21ème siècle.)
COMMENT
LES OBSERVER?
En sortant le soir,
de préférence à la campagne, là où
le ciel est noir. Les lumières de la ville contribuent grandement
à diminuer le contraste des aurores de faible intensité.
LES AURORES ET LA METEOROLOGIE
Il n'y a aucune relation
entre la météorologie et les aurores polaires. On a
vu un peu plus haut que les aurores polaires se produisent à
environ 150 km d'altitude. Or, rendu à une altitude de 50 km,
la pression atmosphérique n'est que d'un mb (1/1000 ème
de ce qu'on observe à la surface de la terre). L'air est donc
si rare à ces hauteurs, que les phénomènes accompagnant
les aurores polaires n'ont aucune influence sur le temps, puisque
ce dernier n'est déterminé que par ce qui se passe jusqu'à
15 km d'altitude au maximum. Cependant, on croit que les particules
ionisantes émises par le soleil pourraient avoir une influence
sur la formation de zones de basse pression, par exemple, dans le
nord de l'océan Pacifique.
LES
AURORES ET LES AUTRES PLANÈTES
Il semble que dès qu'une planète possède un champ
magnétique, elle offre des aurores. Le télescope Hubble
a pris des photos ultaviolet de Saturne et on a remarqué l'ovale
des aurores!
LÉGENDES
ET CROYANCES...
Les aurores ont fait
fonctionner l'imagination des humains au cours des âges. Dans
les pays nordiques, le folklore regorge de croyances et légendes
à ce propos. Une auteure, Candace Savage, en a relevé
certaines.
Les shamans inuit du
centre du Canada prétendaient effectuer des voyages spirituels
au sein des aurores pour y puiser des conseils sur le traitement des
malades.
Les aurores sont associées
à la mort, à la fécondité, à la
chance ou au malheur selon la provenance du folklore.
Selon une tradition
circumpolaire, les aurores représentent les âmes des
personnes qui sont décédées en versant leur sang
lors d'un meurtre, d'un suicide ou d'un accouchement.
Des exégètes
estiment que la vision divine du prophète Ezéchiel,
associée par certains à la visite d'extraterrestres,
serait en réalité une aurore boréale.
Selon les sources suivantes,
Legends
of the Northern Lights, par Dorothy Jean Ray;
The Alaska Sportsman, avril 1958;
The Amazing Northern
Lights, par S.I.Akasofu, Alaska Geographic, volume 6, numéro
2, 1979.
les aurores polaires
ont donné lieu à plusieurs explications. En voici quelques-unes:
LES
ESQUIMAUX DE DIVERSES RÉGIONS...
Seuls les Esquimaux
de Point Barrow considéraient les aurores comme une mauvaise
chose. Ils allaient même jusqu'à se munir de leurs couteaux
pour les chasser...!
La plupart des autres
groupes esquimaux voyaient en l'aurore les esprits des morts qui jouent
à la balle avec des têtes de morses ou des crânes.
Les Esquimaux de Nunivak, eux, avaient l'idée inverse: ce sont
les esprits des morses qui jouent avec des crânes humains...
ouach...
Les Esquimaux de Greenland
est croyaient que les aurores représentaient les esprits des
enfants morts à leur naissance. L'effet de rideaux volant au
vent des aurores était expliqué par le fait que les
enfants faisaient une ronde perpétuelle...
Les Esquimaux vivant
sur la partie sud de la rivière Yukon voyaient en l'aurore
la danse des esprits de certains animaux, particulièrement
les saumons, les rennes, les phoques et les bélugas.
Un mythe algonquin raconte
que lorsque le créateur de la Terre (Nanahbozho) eut fini son
travail, il a voyagé vers le nord, endroit où il habite.
Il y ferait de grands feux pour rappeler aux gens qu'il ne les oublie
pas. Les aurores seraient les réflections de ces feux.
Les indiens Fox, vivant
au Wisconsin, voyaient les aurores comme un mauvais présage
de guerre. Elles seraient les fantômes des ennemis décédés
qui, avides de vengeance, essaient de se réveiller... brrrrrr...
D'autres indiens du même état, appelés Menominee,
croyaient que des géants amicaux du nord tenaient en leur main
d'immenses torches pour les éclairer lors de leur pêche
à la lance.
Les indiens de l'est
canadien ( les Salteaus) ainsi que ceux du sud-est de l'Alaska (les
Kwakiutl et les Tlingit) interprètaient les aurores comme la
danse d'esprits humains.
Ceux de l'état
de Washington, les indiens Makah, croyaient que les aurores étaient
des feux faits par des nains, dans le but de faire bouillir des BLUBBER???
dans le Grand Nord. Mais attention; ces nains étaient spéciaux:
ils avaient la taille d'un demi pagaie, mais ils étaient assez
forts pour attraper des baleines avec leurs mains!
Les Mandan, du Dakota
nord, imaginaient que les grands hommes de médecine et les
guerriers des nations nordiques faisaient mijoter leurs ennemis morts
dans d'énormes marmites... d'où les lueurs des aurores...