Résumé - L’étude des variations des taches solaires dans le temps a permis à l’équipe scientifique de Valentina ZHARKOVA de Northumbria University (Newcastle upon Tyne, UK) de caractériser des cycles solaires de 22 ans et de 350 ans qui viennent s’ajouter au cycle de 11 ans bien connu. A ces superpositions de cycles correspond une variation périodique de l’énergie solaire émise. La corrélation avec la teneur en carbone 14 du bois et les variations de température passées permettent ainsi de prévoir des cycles de réchauffement et de refroidissement terrestre.

srep15689

Le soleil est une étoile naine jaune d'une masse d'environ 2 × 10³⁰ kg, composée d’hydrogène H2 (75 % de la masse ou 92 % du volume) et d’hélium He (25 % de la masse ou 8 % du volume). Plus on s'enfonce vers le cœur de l'étoile, plus la pression augmente et plus il fait chaud : la pression au cœur du Soleil est égale à 200 milliards de fois la pression atmosphérique terrestre et la température centrale est d'environ 15 millions de degrés, la densité de 150. A la surface la température est d’environ 6000 degrés.

La chaleur est produite par la fusion nucléaire de H2 en He (Hydrogène -> Deutérium -> Hélium 3 -> Hélium 4). La chaleur rayonne vers l’espace et la Terre. L'énergie thermique à la surface de la Terre est à 99,98 % due au rayonnement solaire qui est responsable des conditions climatiques.

Les taches solaires résultent des mouvements de convection du plasma solaire ionisé. Le plasma plonge au niveau de l'équateur à une vitesse d’environ 65 km/h et remonte au niveau des pôles. La durée du cycle dans une boucle de convection est de onze ans.
Le nombre et la taille ainsi que la forme des tâches varient dans le temps, en corrélation avec les variations du champ magnétique solaire provoqué par les mouvements des masses ionisées.

« Les taches solaires sont plus sombres et plus froides que la surface du Soleil et diminuent donc l'intensité de la radiation solaire. Mais elles s'accompagnent de points lumineux qui augmentent l'intensité de la radiation solaire. C'est l'effet des points lumineux qui l'emporte, de sorte que la radiation solaire est plus élevée, de 0,1 % environ, lors des périodes de forte activité solaire. Cette différence peut sembler faible mais représente une différence d'énergie reçue importante pour un système comme la Terre. Ainsi, le cœur du petit âge glaciaire, couvrant la période 1550-1850 a été marquée par un très faible nombre de taches solaires, voire une disparition complète de celles-ci aux alentours de 1665-1700 » (https://fr.wikipedia.org/wiki/Tache_solaire)

Effet dynamo des cycles solaires selon Junwei Zhao (The American Astronomical Society)

Chaque cycle est numéroté SCn (Solar Cycle n°x) depuis 1749. Le cycle actuel est le 25^ème.

1 : α – Alpha: Groupe de taches solaires non bipolaire. β – Bêta: Groupe de taches solaires avec polarité négative et positive (bipolaire) avec division simple de la polarité. γ – Gamma: Région complexe dans laquelle les polarité négatives et positives sont irrégulièrement distribuées de manière à ne pouvoir être classifiées comme des région bipolaires. Etc.

Les travaux de l’équipe de Zharkova Valentina ont caractérisé deux composantes principales des variations temporelles du champ magnétique attribuées à deux ondes magnétiques principales provenant des hémisphères opposés avec des fréquences proches et un déphasage croissant. Ces deux composantes ont été dérivées au cours des cycles solaires 21 à 24 à partir de magnétogrammes de disque complet. En utilisant l'analyse de régression symbolique, l’équipe Zharkova a dérivé des formules mathématiques pour ces ondes et leur courbe récapitulative liée à l'indice d'activité solaire a été calculée. L'extrapolation des composantes principales en arrière sur 800 ans révèle les deux grands cycles de 350 ans superposés à des cycles de 22 ans avec des caractéristiques montrant une ressemblance remarquable avec l'activité des taches solaires signalée dans le passé, y compris le minimum de Maunder et Dalton (1700 et 1800).

La courbe récapitulative calculée pour le prochain millénaire prédit trois grands cycles supplémentaires, le grand minimum le plus proche se produisant dans les prochains cycles 26-27 (2030-2050), En effet, les deux ondes de champ magnétique se séparent dans les hémisphères opposés, entraînant une activité solaire fortement réduite.

Plus l'activité solaire est importante, moins il y a de carbone 14 produit dans l'atmosphère et piégé dans le bois, les vents solaires déviant les rayons cosmiques à l'origine du carbone 14.

Les variations de concentration de l’isotope carbone 14 sont en accord avec les variations du nombre de taches solaires.

Les grands cycles solaires découverts qui ont été caractérisés sur la base de deux siècles et demi d’observation des taches solaires sont en corrélation étroite avec les variations climatiques passées. Il en résulte une forte éventualité d’une diminution de l’influence solaire et donc d’une diminution correspondante de la température terrestre au cours de la future période 2025 – 2060.