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Plasmasphère, un nuage de plasma autour de la terre

La plasmasphère terrestre est une partie interne de la magnétosphère. C'est une région en forme de beignet de particules chargées de basse énergie (plasma froid) centrée autour de l'équateur de la planète et tournant avec lui. Il forme un nuage de plasma qui enveloppe la Terre. Sa forme toroïdale est déterminée par le champ magnétique de la Terre.

La plasmasphère est située au-dessus de l'ionosphère et s'étend vers l'extérieur, la limite extérieure variant (en fonction des conditions géomagnétiques). La taille de la plasmasphère change en fonction de l'interaction vent solaire - magnétosphère.

La limite extérieure de la plasmasphère est appelée plasmapause.

Les relations entre la position de la plasmapause et la position des limites de la ceinture de radiation ont été étudiées à l'aide des 4 satellites Cluster. Par exemple, pendant les périodes de forte activité géomagnétique, la plasmapause est située plus près de la limite intérieure de la ceinture de radiation externe.

Les scientifiques ont développé un modèle dynamique 3D de la plasmasphère qui fournit la densité numérique des particules et la position de la plasmapause en fonction du temps.

La densité de la plasmasphère peut également être déterminée à partir de mesures au sol, par exemple à partir d'ondes électromagnétiques whistler enregistrées à l'aide d'une antenne VLF (très basse fréquence).

Croquis de la plasmasphère autour de la Terre avec un morceau d'orbite des 4 satellites Cluster et une orbite complète de la sonde IMAGE. Crédit d'image : Springer.
Ces trois panneaux montrent comment les positions relatives de la limite extérieure de la plasmasphère terrestre, la plasmapause (en bleu) et les ceintures de Van Allen (en rouge) changent en fonction des conditions géomagnétiques. Crédits ESA - C. Carreau.
Densité d'électrons dans la plasmasphère. Crédits image Pierrard et Stegen, 2008.