Rapports entre les évanouissements et le magnétisme terrestre

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Rapports entre les évanouissements et le magnétisme

terrestre

L. Eblé

To cite this version:

RAPPORTS ENTRE LES

ÉVANOUISSEMENTS

ET LE

MAGNÉTISME

TERRESTRE Par L. EBLÉ.

Physicien

à l’Institut de

_Physique

du Globe de Paris.

(Conférence faite devant la Société Française de _Physique, le 13 Janvier 1939).

Sommaire. - Les

rapports entre l’activité solaire et les _{perturbations} magnétiques sont nombreux

et complexes ; en _particulier, il y a conïncidence trës fréquente entre les évanouissements des ondes

radiotélégraphiques courtes avec de _petites variations brusques et éphémères des éléments _{magnétiques.} On _peut relier ces deux faits à des émissions ultraviolettes issues de la chromosphère.

Le _{Soleil n’est pas seulement pour} nous un

foyer

de

chaleur et de

_{lumière ;}

il est à

_l’origine

de toute la

météorologie,

mais son action s’exerce encore sur de

nombreux

_phénomènes

relevant de la

_physique

du Globe. Parmi ces

_rapports

incontestables,

ceux

_qui

relient l’état de la surface solaire et le

_magnétisme

terrestre sont

_probablement

ceux

_qui

ont été

remar-qués

les

_{premiers :}

la célèbre observation de

Carring-ton,

le 1 er

_{septembre 1859,}

a

_permis

de

_rapprocher

deux

_phénomènes

instantanés,

l’un

_solaire,

l’autre

magnétique.

Le tracé donné

_{ce jour-là}

par les

enregis-treurs

_magnétiques

_présentait

un mouvement

_brusque

suivi seulement de variations

_{insignifiantes ;}

une

heure

_{plus tard,}

chacun des éléments avait

_repris

sa

valeur normale. Nous retrouverons cet

_aspect

sur des

magnétogrammes

récents.

Le

_{champ magnétique,}

considéré en un

point

de la

Terre,

subit en direction et en

_grandeur

des variations

régulières

qui

présentent

certainement une relation avec l’activité

solaire,

caractérisée _par l’abondance

des

_taches,

facules,

protubérances,

etc. : _par

_exemple,

l’amplitude

de la variation diurne de la déclinaison est

_{grossièrement}

_{proportionnelle}

à l’activité solaire. Mais il est

_sujet

_également

à des variations

_brusques,

désordonnées,

bien

_plus

considérables que les varia-tions

_périodiques

et

_qui

sont

également

reliées à cette

activité. On

_désigne

sous le nom

_{d’orages magnétiques}

ces

perturbations

dans la valeur normale du

champ

magnétique ;

on a reconnu

_qu’elles

se

produisent

le

plus

souvent un certain

_temps

_après

le passage d’un

groupe de taches au méridien central du

Soleil,

cet

intervalle,

en _{moyenne de} deux

jours,

_pouvant

se

réduire à un

_jour

et

_s’allonger

_jusqu’à

_quatre,

et

_qu’elles

coïncident souvent avec de belles aurores boréales. En même

_temps,

on _{constate que les}

_lignes

télégra-phiques

reliées à la terre sont le

_siège

de courants

élec-triques

pouvant

empêcher

les

transmissions,

dériva-tions de courants

_{appelés telluriques, qui}

_parcourent

normalement la surface terrestre avec une faible

intensité,

mais se trouvent à ces moments renforcés

et

_perturbés

de

_façon

_importante.

Ainsi la « situation

magnétique »

peut

être calme

_(30-31

mars

1938),

agi-tée

_(14-15

avril

1938)

ou

_{perturbée (11-12}

mai

_1938);

dans ce _cas, la

_perturbation

débute souvent

graduel-lement,

mais

_parfois

aussi

_brusquement,

comme le

montre

_{l’enregistrement}

du 11-12 mai

_1938,

corres-pondant

à un _orage

magnétique

très

important, qui

a arrêté la transmission sur un

_grand

nombre de

lignes

télégraphiques.

Il était naturel de se demander si on ne trouverait

pas une

_{correspondance}

de même nature avec les

ondes

_qui

traversent

_l’espace

_pour assurer les

commu-nications

_{radiotélégraphiques.}

On a donc cherché à

apercevoir

quelques

troubles dans celles-ci lors des orages les

plus

forts. La conclusion _{n’a pas} été nette tant

_qu’on

s’est

_occupé

des ondes à

_grandes

_longueurs

d’onde,

mais on a trouvé des

_rapports

certains avec

les ondes courtes. Le

_premier,

à ma

_{connaissance,}

_qui

les ait

_signalés,

a été

_Môgel,

en 1930

_(1).

Voici ses

(1) H. MôGEL. Uber die _Beziehung zwischen Stôrungen des

Kurzwellenempfanges und den _{erdmagnetischen} Stôrungen. Zeitschri f t~ f üryGeophysik,~1931, p. 207.

Fig. 1. -

Enregistrement de la composante horizontale H par situations magnétiques calme, agitée et _perturbée.

272

conclusions : si l’on évalue

_{l’importance}

des

pertur-bations

_{radioélectriques}

_par le

_temps

_{pendant lequel}

‘ elles

_gênent

le

_trafic,

on trouve _que cette

_importance

varie

_{parallèlement}

à

_{-j’activité magnétique.}

L’effet d’une

_perturbation

_magnétique

_prolongée,

_{du genre} de celles dont nous venons de

parler,

est d’autant

_plus

marqué

que le

trajet

passe

plus

près

du

pôle

magné-tique.

Par

_contre,

_{le passage} d’une courte

perturba-tion

_{magnétique (petite}

baie ou crochet sur la courbe du

_{magnétographe)}

_correspond

à un arrêt de la

trans-mission sur les

_trajets

_qui

_empruntent

_{l’hémisphère}

éclairé,

et aussi fortement sur les

_trajets

_{qui s’éloignent}

du

_{pôle. L’exemple}

₍₁₀

octobre

₁₉₂₈₎

_que donne

l’au-teur montre un accident très

_marqué

sur la courbe de

_la

composante

horizontale

à Potsdam. Ce crochet est

également

très visible sur les trois courbes

enregistrées

au même moment à l’observatoire du

_Val-Joyeux.

Depuis

lors,

MM.

Bureau et Maire ont

_remarqué

la coïncidence absolue dans le

_temps

des évanouisse-ments sur les ondes courtes et des renforcements

d’atmosphériques

sur les ondes

_longues.

Si,

au lieu de

_prendre

_pour

_point

de

_départ

des

recherches les

_{perturbations magnétiques,}

très

nom-breuses et très

_variées,

on

_part

des

évanouissements,

on relève dans la

_plupart

des cas

₍₇₀

_pour

₁₀₀₎

au

même instant autant que

l’appréciation

permet

de

l’affirmer,

de

_petits

crochets sur les courbes

magné-tiques (.D

et

_,H),

à condition _que la station

magné-tique

soit dans

_{l’hémisphère}

éclairé à ce

_moment,

ou

près

de ses bords. Le cas du 10 octobre 1928 en est un

exemple ;

un autre nous est donné le 31 mars

_1938,

vers 10 h 1

_/2.

La

_figure

2 est une réduction des

enre-gistrements

de la

_composante

horizontale

_seule,

mais les crochets étaient aussi bien

_marqués

sur les courbes

du déclinomètre. Dans ces deux _{cas, la} situation

magnétique

était

_{parfaitement calme ;}

c’est une

cir-constance heureuse

_qui

facilite

l’identification,

car il

est inutile de la chercher lors des situations

_agitées,

ce

Fig. 2. - Crochets sur la courbe de H correspondant à des éva-°

nouissements _{radiotélégraphiques.}

qui

limite le nombre des cas

_{statistiques.}

Un

petit

crochet bien visible sur la seconde courbe

après

15 heures ne

_correspond

_{pas à} un évanouissement.

Ceci

_paraît

se _{passer de la même}

_façon

dans tout

l’hémisphère :

Tamanrasset,

situé presque sur notre

méridien,

signale

au moins autant de

_{coïncidences,}

peut

être

plus,

et aussi

_marquées.

Il arrive

_parfois

que, lors d’un

évanouissement,

le crochet soit invi-sible sur nos courbes

_{européennes,}

mais soit

_signalé

sur celles des

_{magnétographes}

américains.

Tous ces faits

_peuvent

_{s’expliquer.}

Tout

déplace-ment ou

_apparition

de masses

_électriques

à

_proximité

de la Terre

_peut

modifier le

_{champ magnétique}

ter-restre,

mesuré à

_chaque

instant par nos

magnéto-graphes,

et le faire varier d’une fraction allant d’une

quantité imperceptible jusqu’à quelques

centièmes de la valeur du

_champ,

lors des

_grands

_orages

magné-tiques.

Sur ces mouvements de masses

_électriques

nous _pouvons faire des

_{hypothèses ;}

nous _pouvons, en

particulier,

les rattacher aux

_phénomènes

solaires. On

n’a pas trouvé

d’explication qui s’applique

à toutes les variations

_{magnétiques irrégulières,}

nous ne nous étonnerons _{donc pas d’en} rencontrer

_qui

ne

coïn-cident pas avec des évanouissements ou des

multi-plications d’atmosphériques,

ni d’être souvent

_gênés

dans la recherche de ces coïncidences par d’autres

agitations magnétiques.

En

_particulier,

nous laisserons

pour le moment en dehors de nos recherches les _orages

magnétiques, produits

vraisemblablement par l’arri-vée d’abondants électrons saisis _par le

_champ

magné-tique

terrestre et tourbillonnant autour de la

_ligne

des

pôles magnétiques.

Mais il existe d’autres

_agents

pos-sibles d’ionisation de la haute

_{atmosphère ;}

l’un d’eux consiste dans la radiation ultra-violette que nous

envoie

_{régulièrement}

le

_Soleil;

si celle-ci se trouve

brusquement,

renforcée

_pendant

un

_temps

assez

_court,

l’action

_qui

en résulte sur le

_{champ magnétique}

doit

se faire sentir le

_plus

fortement dans le méridien ter-restre où se trouve le Soleil à ce

_moment,

surtout au

point qui

l’a à son zénith. Il ne sera _{donc pas} rare _que

ces accidents soient

_{plus marqués}

à Tamanrasset

qu’à

Chambon,

comme cela s’est

produit

le

31 mars 1938 vers 10 h 1

_/2

₍₂₀

y contre 10 y sur

_H)

_(1).

Comme,

de

_plus,

l’effet des _orages

_magnétiques

se

fait moins sentir aux latitudes

basses,

l’Observatoire de Tamanrasset occupe une situation

_{privilégiée}

_pour

la recherche de ces crochets.

Cette

_hypothèse

de l’action des radiations ultra-violettes

_peut

être

_{développée.}

N’est-il pas

permis

de lui attribuer au moins

_{une partie}

de la variation diurne du

_champ

_magnétique?

Mais alors le sens du

déplace-ment

_’brusques

doit être le même que celui du lent

déplacement

de la variation

_diurne,

et Mac-Nish a énoncé la loi suivante : le sens de la

_perturbation

magnétique

est _{le même que} l’écart de la variation diurne. Une vérification sur les

_quatorze

crochets bien

marqués

de 1936 _{montre que cette}

_règle

est

273

lement

_suivie,

_{lorsqu’on prend}

_pour sens de la varia-tion diurne celui de l’écart par

rapport

à _{la moyenne}

de

_la

_journée,

à la condition que cette variation ne

prenne pas un caractère anormal : on

_peut

concevoir

que cet effet ionisant soit contrarié _par d’autres sortes

d’agitation

magnétique

générales

ou

_{locales ;}

en

_fait,

la vérification en 1936 est en _{défaut par} deux fois sous

l’influence d’une

_{perturbation magnétique.}

La

_règle

de Mac-Nish s’est même trouvée exacte dans un cas

typique :

le 31 mars

_1938,

à 10 h

_33,

la courbe

repré-sentant la

_composante

horizontale à Chambon

indique

une diminution de 10 _y, celle de Tamanrasset

une

_augmentation

de

_{20 y ;}

mais

_{précisément}

les écarts diurnes

_sont,

à ce

_moment,

de sens contraire dans les

deux

_{stations ;}

ce résultat a été contrôlé _par les

indi-cations de

_Copenhague

et d’Helwan

(Le Caire).

Une

_question

se _pose au

_sujet

de ces

_phénomènes

multiples,

et c’est le

_{magnétisme qui}

nous mettra sur

la voie de la solution.

_Quel

est le

_siège

de cette

produc-tion d’ions ? Les

_{enregistrements}

_magnétiques

montrent

que la

petite perturbation qui l’accompagne

est très brève et _que le

_{champ reprend}

aussitôt la même valeur

_{qu’auparavant.}

La

_disparition

des ions _par

recomposition

avec ceux de

_signe

contraire ou les

particules

neutres est donc très

_rapide.

On

_connaît,

par des

expériences

sur la réflexion des ondes

radio-électriques,

la valeur _moyenne de la densité

_ionique

des différentes couches ainsi _que le nombre des chocs

probables

entre les molécules. Ceux de la couche F seraient _{insuffisants pour}

_produire

une si

_rapide

recom-binaison ;

c’est donc dans la couche

_E,

où ils sont environ 100 fois

_plus

nombreux,

et même à la

_partie

inférieure de celle-ci que doit se _passer le

_phénomène

d’ionisation par les rayons solaires ultra-violets. Au

_point

de vue

magnétique,

tous ces faits

éta-blissent une différence nette entre les

_grandes

pertur-bations et la

_{simple agitation magnétique.}

Nous ne

croyons pas que les mouvements très

rapides

et très difficiles à classer

_qui

constituent celle-ci

_puissent

être

tous

_rapportés

à des émissions

_{ultra-violettes ;}

J. Cou-lomb et G.

_Dugast

ont établi _que la moitié des

érup-tio ns

_{cllromosphériques}

sont simultanées avec de

petites

variations

_brusques

du

_champ

_magnétique,

mais la

_réciproque

n’est pas démontrée.

_{L’agitation,}

prise

dans son

_{ensemble, présente}

une variation diurne

et,

d’après

une étude de Ch.

_Maurain,

_{elle passe} en

moyenne par un maximum vers 22 heures. D’autre

part,

l’étude de la variation diurne dans les

_régions

polaires,

celle

_qu’a

_{faite J. Rothé pour} le

Scoresby-Sund,

par

exemple,

montre _que la variation diurne

est étroitement reliée à la marche des aurores et à l’intensité de

_{l’agitation}

_{magnétique ;}

celle-ci exerce

donc une certaine action sur la variation diurne

_qu’il

n’est _pas

_permis

de

_rapporter

tout entière à la radia-tion ultra-violette. Cette

_dernière,

de

_plus,

ne doit _pas

arriver au

_{pôle géographique pendant près}

de six mois

d’hiver ;

or, la variation diurne ne décroît _pas

_quand

on _passe de nos latitudes aux

_régions

_polaires,

au contraire. On trouve encore une

_ionosphère

à 700 de

latitude,

mais que se

_passe-t-il

au-dessus du

_pôle

magnétique

et au-dessus du

_{pôle géographique?}

Nous

ne le savons _pas encore.

Cependant,

les _orages

_magnétiques

et les effets

magnétiques

de la radiation

_solaire,

tous deux en

rela-tion avec l’activité

_solaire,

ne doivent _{pas être}

consi-dérés comme des

_{phénomènes indépendants.}

En

voici encore un indice : avant _{les orages à} début

brusque,

l’état

_magnétique

est

_fréquemment

_calme,

mais la valeur absolue de la

_composante

horizontale est

_plus

élevée et celle de la

_composante

verticale

_plus

faible que la moyenne ; en même

_temps,

la variation

diurne se trouve un _peu

amplifiée.

Faut-il voir là un

effet des modifications de

_{l’ionosphère?}

Cette

hypo-thèse vaudrait la

_peine

d’être vérifiée.

Toutes ces _{remarques montrent la}

_complexité

des

rapports

entre le

_magnétisme

terrestre et les

phéno-mènes

_électriques

de la haute

_atmosphère.

Il n’est pas étonnant

_qu’on

ne

_puisse

encore tout

_{expliquer ;}

c’est

déjà

un

_progrès

_que d’avoir

_rapproché

des