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L'atmosphère polaire est obscurcie par la poussière cosmique

En développant plusieurs systèmes expérimentaux innovants, des chercheurs financés par l'UE ont maintenant de meilleures indications sur la quantité de poussière cosmique pénétrant dans l'atmosphère terrestre et sur les conséquences de ce phénomène.
L'atmosphère polaire est obscurcie par la poussière cosmique
Notre système solaire est un environnement très poussiéreux. Lorsque l'orbite des comètes les rapproche du soleil, celles-ci commencent à s'évaporer et abandonnent une traînée de poussière cosmique dans leur sillage. Ces particules de poussière, qui pénètrent ensuite à des vitesses très élevées (entre 40 000 et 260 000 km/h) dans l'atmosphère terrestre, entrent en collision avec les molécules d'air. Ces collisions provoquent un échauffement instantané qui entraîne la fusion et l'évaporation des particules.

«Lorsque ces particules de poussière font plus de 2mm, ce phénomène est visible sous la forme d'une étoile filante», déclare John Plane, chef du projet CODITA. «Mais l'essentiel des poussières arrivant dans l'atmosphère sont si petites qu'elles ne peuvent être observées que grâce à des radars spécialisés.» Selon lui, même si nous savons que cette poussière est là, nous avons peu d'informations sur la quantité de poussière cosmique pénétrant dans l'atmosphère terrestre (les estimations sont comprises entre 3 et 300 tonnes par jour), ainsi que sur les effets de ce phénomène.

Éclaircir la question

Les travaux du projet CODITA sont destinés à apporter la lumière sur cette question. À cette fin, le projet a mis en place deux systèmes expérimentaux pour étudier la chimie des molécules et ions métalliques produits par l'évaporation des météorites. Selon M. Plane, le premier système a détecté les molécules métalliques en utilisant un réacteur à flux piston, couplé à un spectromètre de masse à temps de vol. Le système utilise un rayonnement laser pulsé pour produire une ionisation douce des molécules métalliques. «Pour la première fois, nous avons pu étudier les réactions d'espèces métalliques comme les oxydes et hydroxydes métalliques, qui étaient indétectables par d'autres méthodes», déclare John Plane.

La seconde expérience a également utilisé un système à piston, mais intégrant une source de plasma et couplé à un spectromètre de masse quadripolaire. «Avec ce système, nous pouvons étudier la recombinaison dissociative des ions contenant des métaux avec des électrons, ce qui constitue la principale voie pour neutraliser les ions présents dans la haute atmosphère», ajoute-t-il.

Une poubelle polaire

Ces expériences, combinées avec un modèle astronomique de l'évolution de la poussière dans le système solaire et des mesures par radar haute performance, montrent qu'il entre chaque jour environ 40 tonnes de poussière cosmique dans l'atmosphère terrestre.

Mais alors? Bien sûr, on pourrait penser que notre atmosphère a besoin d'un bon coup de chiffon, mais quels sont les effets de cette poussière? Selon le projet CODITA, ils sont considérables: «Les métaux injectés dans l'atmosphère par l'évaporation des particules de poussière sont la cause directe ou indirecte d'un ensemble de phénomènes», déclare John Plane.

Par exemple, les métaux se condensent en de très fines poussières (fumée météorique), qui jouent un rôle dans la formation des nuages noctulescents. Situés à une altitude de 82 km, ces nuages de glace sont visibles en été dans les régions polaires. «Les nuages sont apparus la première fois en 1886, et l'augmentation de leur fréquence semble être un signe du changement climatique dans l'atmosphère moyenne, où l'augmentation du niveau des gaz à effet de serre provoque un accroissement de la quantité de la vapeur d'eau et une diminution des températures, à l'inverse de ce qui se passe dans la basse atmosphère», ajoute-t-il. «La fumée générée par les météorites affecte également les nuages stratosphériques polaires qui provoquent la réduction de la couche d'ozone, et le dépôt de fer cosmique dans l'océan Austral constitue un nutriment essentiel pour le plancton, qui fixe le dioxyde de carbone de l'atmosphère.»

Aujourd'hui, grâce au travail accompli par le projet CODITA, il est possible de modéliser les effets de la poussière cosmique sur une base cohérente et ce depuis les marges du système solaire jusqu'à la surface de la Terre. Mais la portée du projet ne se limite pas à la Terre. Pour mieux comprendre les effets de la poussière cosmique sur l'atmosphère d'une planète, le projet explore également les effets de la fumée météorique sur d'autres corps du système solaire, par exemple sur la chimie à haute température sur Vénus, la formation des nuages noctulescents sur Mars, et la production de benzène sur Titan.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet

Source: D'après un entretien avec le coordinateur du projet

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