- 1. Historique et premiers concepts
- 2. Propriétés et classification des plasmas
- 3. Description mathématique des plasmas
- 4. Plasmas et rayonnement
- 5. Plasmas magnétisés
- 6. Propagation d'ondes dans les plasmas
- 7. Instabilités et turbulence dans les plasmas
- 8. Plasmas de l'environnement terrestre
- 9. Réactions nucléaires dans les plasmas
- 10. Applications des plasmas chauds
- 11. Plasmas froids et applications industrielles
- 12. Diagnostics des plasmas
- 13. Modélisation numérique
- 14. Perspectives
- 15. Bibliographie
MATIÈRE (physique) Plasmas
Plasmas de l'environnement terrestre
Aurore boréale
Michal Balada / Shutterstock
L'ionosphère est la partie ionisée de la haute atmosphère. Elle s'étend approximativement de 60 kilomètres (en dessous, l'ionisation est négligeable) à 1 000 kilomètres, où commence la magnétosphère. L'ionisation y est due principalement au rayonnement ultraviolet solaire, mais aussi à des particules de haute énergie d'origine galactique, solaire, ou magnétosphérique. Les réactions chimiques très nombreuses dans l'ionosphère (recombinaison, attachement, échange de charge) modifient considérablement la composition ionique par rapport à celle qui est issue de la production primaire. L'ionosphère présente une grande variabilité spatiale et temporelle, due à l'alternance jour-nuit, au cycle des saisons et aux variations d'activité du Soleil. Elle joue un rôle important dans les communications radio, par ses propriétés de réflexion ou de guidage.
Au-delà de 1 000 kilomètres et jusqu'à environ dix rayons terrestres du côté jour et plus de mille du côté nuit, s'étend la magnétosphère, constituée d'un plasma ténu solidaire du champ magnétique terrestre et formant une cavité allongée dans l'écoulement du vent solaire, ainsi condamné à la contourner. La frontière entre le vent solaire et la magnétosphère est déterminée par l'équilibre entre la pression cinétique du vent solaire et la pression magnétique liée à l'intensité du champ magnétique terrestre. La population de la magnétosphère terrestre a une double origine : incursion d'une faible fraction des particules du vent solaire dans les régions polaires et échange de particules avec l'ionosphère. Dans la magnétosphère, un rôle particulier est joué par les ceintures de Van Allen, situées à quelques rayons terrestres et constituées de particules chargées énergétiques accomplissant des mouvements périodiques complexes dans le champ magnétique terrestre.
Les autres planètes du système solaire possèdent également des structures du type ionosphère et magnétosphère, mais leurs caractéristiques varient considérablement d'une planète à l'autre.
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Écrit par
- Patrick MORA : docteur d'État, directeur de recherche au C.N.R.S.
Classification
Médias
États de la matière
Encyclopædia Universalis France
Irving Langmuir et E. D. MacArthur
Encyclopaedia Britannica, Inc
Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir
Hulton-Deutsch/ Corbis Historical/ Getty Images
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