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Que deviennent les puissants rayons cosmiquesrayons cosmiques, ce déluge de particules à vitessesvitesses relativistes, composé aux neuf dixièmes de protonsprotons, lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère ? Entrant en collision violente avec tout ce qu'elles rencontrent, ces particules percutent les atomesatomes de l'atmosphère, les ionisent en leur arrachant des électronsélectrons et, d'une manière générale, génèrent des cascades de particules secondaires.
Lorsqu'une moléculemolécule d'eau est touchée par une de ces particules à haute énergieénergie, elle aussi est ionisée, par arrachement d'électrons. Elle peut alors être attirée par des ionsions positifs, voire par le pôle positif d'autres molécules d'eau (dont les électrons sont préférentiellement présents du côté de l'atome d'oxygène). Le résultat devrait être la condensationcondensation de l'eau et la formation de gouttes ou de cristaux de glace, donc, à grande échelle, d'un nuage.
Bien d'autres phénomènes, moins exotiquesexotiques, concourent à la formation de nébulosités. Les molécules d'eau, en suspension dans l'airair, se condensent naturellement quand de l'air humide se refroidit, par exemple quand il monte. La présence d'aérosols facilite le phénomène en constituant ce que l'on appelle des noyaux de nucléationnucléation. La nature en produit beaucoup. Des poussières et des grains de pollen peuvent jouer ce rôle. Récemment, les bactéries ont été suspectées de provoquer la pluie, une hypothèse qui avait déjà été formulée à propos de nanobactéries découvertes en abondance dans les nuages.
Quand le Soleil tousse, la Terre est moins bombardée
L'hypothèse des rayons cosmiques semble donc en quelque sorte superflue. En 2006, le Danois Henrik Svensmark, de la Technical University of Denmark (Copenhague) l'avait testée en laboratoire en bombardant des molécules d'eau avec des jets de particules accélérées. En ionisant les molécules d'eau, il obtenait l'équivalent d'aérosols, devenant des noyaux de nucléation.
L'hypothèse des rayons cosmiques devenait recevable mais restait spéculative. Henrik Svensmark et son équipe ont imaginé un moyen d'en vérifier la réalité en tirant profit d'un phénomène connu et lié à l'activité solaire, baptisé décroissance de Forbush. Peu après une éruption solaireéruption solaire, on observe une réduction sensible du flux de rayons cosmiques durant plusieurs jours, comme si quelque chose venait protéger la Terre. Découvert par Scott E. Forbush en 1937, le phénomène a été attribué à des nuages de matièrematière solaire.
Lorsqu'une violente éruption survient à la surface du SoleilSoleil (de sa photosphèrephotosphère, plus précisément), elle éjecte une grande quantité de matière appartenant à la couronne (qui entoure ce que nos yeuxyeux voient du Soleil) et la projette dans l'espace. C'est une éjection de massemasse coronale (ou CMECME, pour coronal mass ejection). Chacun de ces grands volumesvolumes d'atomes ionisés et tourbillonnants génère un champ magnétiquechamp magnétique, capable de dévier les rayons cosmiques dans toutes les directions. A proximité de notre planète, cette moulinette magnétique disperse les rayons dirigés vers la Terre, qui en reçoit un peu moins, ce que les hommes mesurent avec régularité depuis maintenant des années.
Conclusion : si l'on compare les décroissances de Forbush enregistrées dans les archives aux relevés météorologiques, on peut espérer repérer une corrélation. Pour le vérifier, Svensmark a retrouvé 26 épisodes de réductions des rayons cosmiques dues à l'effet Forbush, étalées sur 22 ans, et a parallèlement compilé les mesures effectuées par satellite de la quantité d'eau contenue dans les nuages.
Résultat positif ! Pour les cinq plus fortes décroissances de Forbush, la quantité d'eau atmosphérique au-dessus des océans a diminué de 7%. D'après l'article publié dans les Geophysical Research Letters, l'atmosphère mettrait ensuite plusieurs semaines à retrouver un taux d'humidité normal.
Une liaison entre éruptions solaires et nébulosité semble donc bien établie. Reste sans doute à en préciser l'ampleur et l'effet réel sur le climatclimat de la Terre.
