L’activité solaire et géomagnétique (S-GMA) est une perturbation du champ géomagnétique induite par des modifications des courants électriques dans la magnétosphère et l’ionosphère. Elle est la principale cause de ces changements dans le flux des éruptions solaires, des éjections de masse coronale et des courants de vent à grande vitesse qui interagissent avec le champ géomagnétique terrestre et ajoutent de l’énergie au système de courants magnétosphère-ionosphère. Les tempêtes, sous-tempêtes et pulsations géomagnétiques sont les manifestations les plus notables de l’activité géomagnétique.

De nombreuses études ont maintenant identifié des effets physiques, biologiques et sanitaires significatifs associés aux changements du S-GMA. Des corrélations significatives entre les admissions dans les hôpitaux et les registres de santé et la S-GMA ont été observées depuis longtemps. Aujourd’hui, un grand nombre de recherches établissent une corrélation entre la S-GMA et les effets biologiques et les effets sur la santé humaine.

L’ionosphère est une couche de plasma, un terme qui décrit des gaz hautement ionisés enfilés par des champs magnétiques, qui entoure la Terre. Les particules chargées du plasma peuvent s’enrouler en spirale autour des lignes du champ magnétique et se déplacer avec lui, créant des aurores boréales lorsque des particules à haute énergie circulent le long des lignes de champ vers les pôles magnétiques de la Terre. Ce « processus magnétohydrodynamique » a été décrit par le lauréat du prix Nobel Hannes Olof Gösta Alfvén pour expliquer comment sont créées les ondes à basse fréquence qui se propagent le long des lignes de champ magnétique1.

Aurore boréale – Stockholm, Suède : Photo par Anders Jildén (@AndersJilden)

Les ondes stationnaires dans la magnétosphère impliquent plusieurs lignes de champ magnétique, avec des longueurs de plusieurs fois le rayon de la Terre, qui sont excitées et oscillent à leur fréquence de résonance, comme une corde de guitare pincée. Les lignes de champ plus longues ont une fréquence de résonance plus basse, tandis que les lignes de champ plus courtes résonnent à une fréquence plus élevée. Les lignes de champ autour desquelles tournent des particules plus nombreuses ou plus lourdes ont tendance à avoir des fréquences plus basses. Les changements de la vitesse du vent solaire ou de la polarité et de l’orientation du champ magnétique interplanétaire peuvent avoir des effets spectaculaires sur les ondes, telles qu’elles sont mesurées à la surface de la Terre2.

De nombreuses études ont été publiées décrivant un large éventail de changements physiologiques, psychologiques et comportementaux associés aux changements ou aux perturbations de l’activité géomagnétique et de l’activité solaire. Des études ont montré que l’augmentation des amplitudes des résonances des lignes de champ peut affecter particulièrement le système cardiovasculaire, très probablement parce que leurs fréquences se situent dans la même gamme que les rythmes primaires que l’on trouve dans les systèmes cardiovasculaire et nerveux autonome.

Dans certains pays, les perturbations du champ magnétique sont incluses dans les bulletins météorologiques publics. (Les informations sur la météo spatiale peuvent être consultées à l’adresse suivante : www.spaceweather.com) À une échelle sociétale plus large, l’augmentation des taux de violence, de criminalité, d’agitation sociale, de révolutions et la fréquence des attaques terroristes ont été liées au cycle solaire et aux perturbations du champ géomagnétique qui en résultent.3, 4, 5

L’augmentation de l’activité solaire n’a pas seulement été associée à l’agitation sociale, elle est également associée aux périodes de plus grand épanouissement humain, avec des poussées évidentes d’innovation et de créativité dans l’architecture, les arts, les sciences et les changements sociaux positifs, ainsi qu’avec des performances humaines variables sur les marchés financiers.6, 7, 8

Au cours des dernières années, diverses recherches sont parvenues à la conclusion que les variations des rayons cosmiques et les perturbations géomagnétiques ont un impact sur la physiologie humaine. Ces études s’appuient sur les observations faites par le célèbre astronome Alexander Chizhevsky pendant la Première Guerre mondiale.9 Chizhevsky a observé que les conflits sociaux et les guerres s’intensifiaient pendant les périodes de pointe des éruptions solaires et que les principaux événements et comportements humains suivaient de près le cycle du soleil.10 Cela a finalement conduit à l’hypothèse que certaines forces solaires inconnues affectent la santé et le comportement humains, établissant un lien provocateur entre les événements qui se produisent dans notre système solaire et la vie sur Terre.

Les tempêtes géomagnétiques, c’est-à-dire les fluctuations extrêmes du champ géomagnétique enregistré au niveau mondial, sont connues pour avoir la plus grande influence biologique de toutes les formes d’activité géomagnétique. Pendant une tempête géomagnétique, la couche F2 de l’ionosphère devient instable, se fragmente et peut même disparaître. Des aurores deviennent visibles dans les régions des pôles nord et sud de la planète. La couche F2 de l’ionosphère se situe entre 220 et 800 km (140 et 500 miles) au-dessus de la surface de la Terre. La couche F2 est la principale couche réfléchissante pour les télécommunications, de jour comme de nuit. Étant donné que l’ionosphère est chauffée et déformée pendant une tempête géomagnétique (communément appelée tempête solaire), les communications radio à longue distance qui reposent sur la réflexion de la sous-ionosphère peuvent être difficiles ou impossibles, et les communications du système de positionnement global (GPS) peuvent être compromises. Les tempêtes solaires peuvent non seulement provoquer une perturbation temporaire de la magnétosphère terrestre et avoir un impact sur les télécommunications, mais les systèmes de biorégulation humains et animaux peuvent également être affectés.

Les couches au-dessus de la Terre sont la troposphère, la stratosphère et l’ionosphère. L’ionosphère se situe approximativement entre 90 et 250 km au-dessus de la Terre.
Le soleil est une étoile variable magnétique qui fluctue sur des échelles de temps allant d’une fraction de seconde à des milliards d’années. Crédits : NASA
Le Soleil a déclenché une puissante éruption le 4 novembre 2003. L’imageur d’ultraviolets extrêmes dans la ligne d’émission 195A à bord du vaisseau spatial SOHO a capturé l’événement : ESA&NASA/SOHO
Une éruption solaire est une intense explosion de radiations provenant de la libération d’énergie magnétique associée aux taches solaires. Les éruptions sont les plus grands événements explosifs de notre système solaire. Elles sont visibles sous forme de zones brillantes sur le soleil et peuvent durer de quelques minutes à quelques heures. Nous voyons généralement une éruption solaire par les photons (ou la lumière) qu’elle libère, dans presque toutes les longueurs d’onde du spectre. Les principaux moyens de surveillance des éruptions sont les rayons X et la lumière optique. Les éruptions sont également des sites où les particules (électrons, protons et particules plus lourdes) sont accélérées.

L’activité solaire associée à la météo spatiale peut être divisée en quatre composantes principales : les éruptions solaires, les éjections de masse coronale, le vent solaire à grande vitesse et les particules énergétiques solaires.

  • Les éruptions solaires n’ont un impact sur la Terre que lorsqu’elles se produisent du côté du soleil qui lui fait face. Comme les éruptions sont composées de photons, elles se propagent directement à partir du site de l’éruption, de sorte que si nous pouvons voir l’éruption, nous pouvons être touchés par elle.
  • Les éjections de masse coronale, également appelées CME, sont de grands nuages de plasma et de champs magnétiques qui se détachent du soleil. Ces nuages peuvent faire éruption dans n’importe quelle direction et continuer dans cette direction, en traversant le vent solaire. Ce n’est que lorsque le nuage est dirigé vers la Terre que le CME la touche et provoque donc des impacts.
  • Les flux de vent solaire à grande vitesse proviennent de zones du soleil appelées trous coronaux. Ces trous peuvent se former n’importe où sur le soleil et généralement, ce n’est que lorsqu’ils sont plus proches de l’équateur solaire que les vents qu’ils produisent ont un impact sur la Terre.
  • Les particules énergétiques solaires sont des particules chargées de haute énergie, dont on pense qu’elles sont principalement libérées par les chocs formés à l’avant des éjections de masse coronale et des éruptions solaires. Lorsqu’un nuage d’éjections de masse coronale traverse le vent solaire, des particules énergétiques solaires à grande vitesse peuvent être produites. Comme elles sont chargées, elles doivent suivre les lignes de champ magnétique qui traversent l’espace entre le Soleil et la Terre. Par conséquent, seules les particules chargées qui suivent les lignes de champ magnétique qui coupent la Terre entraîneront des impacts.

Tempête géomagnétique

La magnétosphère de la Terre fait partie d’un système dynamique et interconnecté qui réagit aux conditions solaires, planétaires et interstellaires. Elle est générée par le mouvement convectif du fer fondu chargé, situé profondément sous la surface du noyau externe de la Terre. Le bombardement constant du vent solaire comprime le côté solaire de notre champ magnétique. Le côté faisant face au soleil, ou côté jour, s’étend de six à dix fois le rayon de la Terre. Le côté de la magnétosphère qui fait face au soleil – le côté nuit – est étiré en une immense queue de magnéto qui fluctue en longueur et peut mesurer des centaines de rayons terrestres, bien au-delà des 60 rayons terrestres de la Lune. Lorsqu’une éjection de masse coronale ou un courant à grande vitesse atterrit sur la Terre, il tamponne la magnétosphère. Si le champ magnétique solaire entrant est dirigé vers le sud, il interagit fortement avec le champ magnétique de la Terre, orienté dans le sens opposé. Le champ magnétique de la Terre est alors ouvert comme un oignon, ce qui permet aux particules énergétiques du vent solaire de migrer le long des lignes de champ pour atteindre l’atmosphère au-dessus des pôles. À la surface de la Terre, un orage magnétique se manifeste par une chute rapide de l’intensité du champ magnétique terrestre. Ces orages ont un effet majeur sur les résonances des lignes de champ géomagnétique qui interagissent avec de nombreux organismes de régulation biologique de la Terre (humains et animaux).

Le vent solaire entre en collision avec le champ magnétique de la Terre

Les résonances de Schumann et le rayonnement solaire

Les résonances (ou fréquences) de Schumann sont des ondes électromagnétiques quasi permanentes qui existent dans la cavité (ou espace) entre la surface de la Terre et l’ionosphère. En 1952, le professeur Winfried Otto Schumann, physicien allemand de l’Université technique de Munich, a commencé à tenter de répondre à la question de savoir si la Terre elle-même possède une fréquence – une « impulsion ». Son hypothèse sur l’existence de cette fréquence provenait de sa compréhension du fait que lorsqu’une sphère existe à l’intérieur d’une autre sphère, une tension électrique est créée. Comme la Terre, chargée négativement, se trouve à l’intérieur de l’ionosphère, chargée positivement, il doit y avoir une tension entre les deux, ce qui donne à la Terre une fréquence spécifique. Grâce à une série de calculs, il a pu déduire une fréquence qui, selon lui, correspondait au pouls de l’espace Terre-ionosphère. Deux ans plus tard, en 1954, Schumann et Herbert König ont signalé des fréquences fiables et prévisibles dans l’atmosphère qui existaient dans la cavité (ou espace) entre la surface de la Terre et l’ionosphère. Les recherches ont montré que plusieurs fréquences se situent entre 6 et 50 Hz (cycles par seconde), la fréquence fondamentale qu’ils ont trouvée étant de 7,83 Hz.11 Il est bien établi que les fréquences de Schumann ont directement affecté la physiologie humaine pendant des milliers d’années. Bien que 7,83 soit considérée comme la résonance fondamentale de Schumann, d’autres fréquences sont présentes, notamment 7,8, 14, 20, 26, 33, 39 et 45 Hertz, avec une variation quotidienne d’environ +/- 0,5 Hertz (Hz). Ces fréquences fonctionnent comme une fréquence de fond qui influence et entre en résonance avec les circuits biologiques d’une grande partie de la vie sur Terre. Ces fréquences chevauchent directement celles du cerveau humain, du système nerveux autonome et du système cardiovasculaire.12, 13, 14, 15, 16, 17

Il a également été établi que l’amplitude des modes de la résonance de Schumann est affectée par des événements dus à l’activité solaire.18 Ainsi, il est proposé que l’activité solaire et géomagnétique puisse modifier les fréquences de Schumann, et puisse être un mécanisme pour expliquer son effet sur la physiologie humaine. Les systèmes de régulation humains sont conçus pour s’adapter aux variations climatiques et géomagnétiques quotidiennes et saisonnières. Cependant, les changements brusques de l’activité solaire et géomagnétique, en particulier les tempêtes géomagnétiques, peuvent stresser ces systèmes de régulation. Il en résulte alors des altérations de l’équilibre mélatonine/sérotonine, de la pression sanguine, du système immunitaire, des processus reproductifs, cardiaques et neurologiques.

On constate que le signal de résonance de Schumann est extrêmement bien corrélé avec les indices S-GMA du nombre de taches solaires et de l’indice Kp. L’indice Kp décrit la perturbation du champ magnétique terrestre causée par le vent solaire. Plus le vent solaire souffle vite, plus les turbulences sont importantes. L’indice va de 0, pour une faible activité, à 9, ce qui signifie qu’une tempête géomagnétique intense est en cours. Le mécanisme physique est la densité ionique/électronique de la région D de l’ionosphère qui varie avec le S-GMA et forme la limite supérieure de la cavité résonante dans laquelle se forme le signal de résonance Schumann. Cela permet d’identifier les signaux de résonance Schumann comme le mécanisme biophysique de la S-GMA et soutient la classification de la S-GMA comme un danger biorégulateur naturel.

Variabilité de la fréquence cardiaque et activité solaire et géomagnétique

La variabilité de la fréquence cardiaque (VRC) fait référence aux modifications de la fréquence cardiaque d’un battement à l’autre, mesurées par la variation périodique de l’intervalle R-R. La VRC est une méthode non invasive pour étudier l’influence du système nerveux autonome sur la physiologie. Il quantifie l’ampleur des variations de l’intervalle R-R ou de la fréquence cardiaque d’un cycle cardiaque à l’autre.

Variabilité de la fréquence cardiaque mesurée en millisecondes

Le système nerveux autonome transmet des impulsions du système nerveux central aux organes périphériques et régule les fonctions corporelles, telles que la fréquence cardiaque, la pression sanguine, la digestion, la fréquence respiratoire, la réponse pupillaire, la miction et l’excitation sexuelle. Chez les personnes normales, sans maladie cardiaque, le rythme cardiaque présente un degré élevé de variabilité d’un battement à l’autre – VRC accru. Lorsque l’organisme tombe malade, le VRC diminue. Une variabilité réduite de la fréquence cardiaque entraîne un pronostic défavorable chez les patients qui ont survécu à un infarctus aigu du myocarde19, 20.

Pour tenter de répondre à la question de savoir comment le S-GMA affecte la physiologie humaine, les chercheurs se sont tournés vers le VRC pour évaluer le système nerveux autonome. Leurs résultats suggèrent que notre système nerveux est bien en phase avec les fluctuations énergétiques qui secouent notre système solaire.

Le cœur et le système cardiovasculaire ont toujours été considérés comme la principale cible biologique de la S-GMA. De nombreuses études ont maintenant démontré que la S-GMA peut modifier la variabilité de la fréquence cardiaque et le rythme cardiaque. De multiples études ont également démontré des diminutions significatives de la VRC pendant les orages magnétiques, ce qui indique un mécanisme possible reliant l’activité géomagnétique à une incidence accrue de maladies coronariennes et d’infarctus du myocarde, et suggère que le système cardiovasculaire est une cible claire pour l’impact des perturbations géomagnétiques.21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34

Il a été observé que les champs électromagnétiques de basse et d’extrêmement basse fréquence générés par le S-GMA déstabilisent le rythme cardiaque, entraînant une mort subite ou un infarctus chez les personnes sensibles ou fragilisées. Les experts médicaux ont enfin expliqué pourquoi les crises cardiaques font des ravages avant un orage magnétique – parce que les microvariations commencent 24 heures avant l’orage35, 36, 37, 38, 39.

Une étude de 2017 a démontré que l’activité quotidienne du système nerveux autonome ne répond pas seulement aux changements de l’activité solaire et géomagnétique, mais qu’elle est synchronisée avec les champs magnétiques variant dans le temps associés aux résonances de la ligne de champ géomagnétique et aux résonances de Schumann. Les auteurs ont conclu :  » Une explication probable de la façon dont les champs solaires et géomagnétiques peuvent influencer l’activité du système nerveux humain est un couplage résonnant entre nos systèmes nerveux et les fréquences géomagnétiques (ondes d’Alfvén), ou les ondes stationnaires de très basse fréquence dans la cavité résonnante terre-ionosphère (résonances de Schumann) qui se chevauchent avec les rythmes physiologiques. « 40

Dans une étude à long terme réalisée en 2018, des scientifiques ont examiné les relations entre les facteurs solaires et magnétiques et la synchronisation et les décalages des réponses du système nerveux autonome à l’aide de la VRC aux changements de l’activité solaire et géomagnétique.30 La variabilité de la fréquence cardiaque a été enregistrée pendant 72 heures consécutives chaque semaine sur une période de cinq mois chez 16 participants afin d’analyser les réponses du SNA pendant des périodes environnementales de fond normales. Dans l’ensemble, cette étude a confirmé que l’activité quotidienne du SNA répond aux changements de l’activité géomagnétique et solaire pendant les périodes d’activité normale non perturbée, qu’elle se déclenche à différents moments après les changements des divers facteurs environnementaux et qu’elle persiste pendant des périodes variables. L’augmentation de l’intensité du vent solaire a été corrélée à des augmentations de la fréquence cardiaque, ce qui a été interprété comme une réponse au stress biologique. Les résultats soutiennent l’hypothèse selon laquelle les phénomènes environnementaux énergétiques influencent les processus psychophysiques qui peuvent affecter les personnes de différentes manières selon leur sensibilité, leur état de santé et leur capacité d’autorégulation41.

Des études ont également montré que des modifications de la pression artérielle se produisent pendant les tempêtes solaires. Des études ont également montré que des modifications de la pression artérielle se produisaient pendant les tempêtes solaires. Plus précisément, il a été noté que les modifications des paramètres de la pression artérielle étaient plus importantes pendant le minimum solaire et la phase ascendante du cycle solaire que pendant le maximum solaire, en raison de la prévalence plus élevée de tempêtes géomagnétiques intenses pendant ces périodes42, 43, 44, 45.

Un cycle solaire se déroule sur une période d’environ 11 ans, mais il peut aller jusqu’à 14 ou 15 ans. Au cours d’un cycle solaire donné, le nombre de taches solaires atteint un maximum (maximum solaire) et tombe à un minimum (minimum solaire). Le minimum solaire est la période de moindre activité solaire dans le cycle solaire de 11 ans du Soleil. Pendant cette période, l’activité des taches solaires et des éruptions solaires diminue, et souvent ne se produit pas pendant plusieurs jours.

Des études montrent que l’augmentation de l’activité solaire et géomagnétique influençant les résonances de Schumann et la puissance de l’intensité sont toutes associées à des altérations du VRC – réduction du VRC – indiquant que le système nerveux autonome répond rapidement aux changements de ces facteurs environnementaux.

Rythmes circadiens (sécrétion hormonale) et activité solaire et géomagnétique

Il a été démontré que les dommages physiologiques causés par l’activité solaire et géomagnétique affectent d’autres systèmes de régulation, en particulier certaines glandes endocrines (hormonales).46 Les rythmes circadiens sont les cycles qui indiquent au corps quand dormir, se réveiller et manger – des processus biologiques et psychologiques qui oscillent selon des schémas prévisibles chaque jour. Cette horloge interne est influencée par des indices externes, comme la lumière du soleil et la température, qui aident à déterminer si une personne se sent énergique ou épuisée à différents moments de la journée. Le principal système endocrinien impliqué dans le cycle diurne (circadien) est le système mélatonine/sérotonine qui opère initialement entre la glande pinéale et l’hypothalamus. La partie de l’hypothalamus qui contient l’ »horloge biologique » s’appelle le noyau suprachiasmatique. Il existe des récepteurs de mélatonine et de sérotonine à haute affinité dans le cerveau et dans tout le système nerveux central, qui régulent de nombreuses fonctions biologiques. En outre, le système cardiovasculaire est régulé par les récepteurs de la mélatonine présents dans le cœur, les artères et les poumons47, 48, 49.

Diverses hypothèses relatives à la mélatonine dans le cadre de l’activité solaire et géomagnétique ont suggéré que les variations temporelles du champ géomagnétique (tempêtes solaires) pouvaient influencer les rythmes circadiens de l’organisme, en particulier la production de mélatonine.50, 51 Lorsque le système de la mélatonine est déréglé, de nombreuses fonctions physiques et non physiques en souffrent.

Une étude a mis en évidence l’influence négative des perturbations magnétiques et des tempêtes solaires sur la production de mélatonine chez les patients atteints de cardiopathie ischémique.52 Une autre étude a démontré que les tempêtes solaires diminuent la production de mélatonine chez les patients souffrant d’hypertension essentielle.53

Conclusion

L’hypothèse promue et soutenue par de nombreuses études ici est que le signal de résonance de Schumann est un mécanisme biophysique plausible permettant de relier les niveaux de S-GMA aux effets biologiques et sur la santé humaine. Ce mécanisme fonctionne en étant absorbé par résonance par les systèmes cérébraux et en altérant le système nerveux autonome ainsi que l’équilibre sérotonine/mélatonine. La poursuite des études et la confirmation de cette hypothèse renforceront la proposition selon laquelle la S-GMA est une menace naturelle pour les humains, les animaux et les autres organismes.

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