Voir la source de Résonances de Schumann

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[[Image:Schumann_resonance_(EN).svg|300px|right|l'ordre des couleurs ne correspond pas aux fréquences...a rectifier - rectification/Rouge pointillé=fondamental order/Rouge plein=second order/vert pointillé=third order|alt=l'ordre des couleurs ne correspond pas aux fréquences...a rectifierrectification/Rouge pointillé=fondamental order/Rouge plein=second order/vert pointillé=third order]]
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Les '''résonances de Schumann''' sont un ensemble de pics [[Spectre électromagnétique|spectraux]] dans le domaine d'[[extrêmement basse fréquence]] ({{unité|3 à 30 Hz}}) du [[champ magnétique terrestre]]. Ces résonances globales dans la [[Cavité résonnante|cavité]] formée par la surface de la Terre et l'[[ionosphère]], qui fonctionne comme un [[guide d'ondes]], sont excitées par les [[Foudre|éclairs]]. Le [[mode (onde)|mode]] principal a une [[longueur d'onde]] égale à la [[circonférence]] de la planète et donc une [[fréquence]] de {{unité|7,8 Hz}}. Sont présentes, en plus de la fondamentale à {{unité|7,8 Hz}}, des [[harmonique (physique)|harmonique]]s à {{unité|14,3 Hz}}, {{unité|20,8 Hz}}, {{unité|27,3 Hz}} et {{unité|33,8 Hz}}. Ces valeurs présentent une légère excursion de fréquence.

Elles sont nommées d'après le [[physicien]] [[Allemagne|allemand]] [[Winfried Otto Schumann]] qui les prédit dans les [[années 1950]]. Elles furent observées dans les [[années 1960]].

== Prédiction et observation ==
La prédiction des résonances de Schumann est attribuée au [[physicien]] [[Allemagne|allemand]] [[Winfried Otto Schumann]] qui en avait anticipé l'existence dans les [[années 1950]]<ref name="jackson">{{en}} J. D Jackson, « {{lang|en|Examples of the Zeroth Theorem of the History of Science}}, soumis à l{{'}}''{{lang|en|American Journal of Physics}}'' en 2007 {{lire en ligne|lien=https://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0708/0708.4249v2.pdf}}</ref>{{,}}<ref>{{de}} W. O. Schumann, « {{lang|de|Über die Dämpfung der elektromagnetischen Eigenschwingnugen des Systems Erde – Luft – Ionosphäre}} » dans ''Zeitschrift und Naturforschung'', vol. 7a (1952), p. 250-252</ref>, mais il fallut attendre une décennie pour qu'elles soient mesurées<ref name="jackson" />{{,}}<ref>{{en}} M. Balser et C. Wagner, « {{lang|en|Observations of earth-ionosphere cavity resonances}} », dans ''Nature'', vol. 638 (1960), p. 641</ref>{{,}}<ref>{{en}} M. Balser et C. Wagner, « {{lang|en|On frequency variations of the earth-ionosphere cavity modes}} », in  ''J.G.R'', vol. 67 (1962), p. 4081-4083</ref>. [[George Francis Fitzgerald]] (en 1893) et [[Nikola Tesla]] (en 1900) avaient déjà émis l'idée que la cavité surface-ionosphère puisse servir de guide d'ondes dont ils avaient calculé l'[[ordre de grandeur]] du mode principal et émis l'idée que les [[orage]]s puissent exciter la résonance<ref name="jackson" />.

En 2024 il est montré que la profondeur de l'océan de [[Titan (lune)|Titan]], qui ne peut pas être déduite des observations de la [[sonde spatiale|sonde]] ''[[Huygens (sonde spatiale)|Huygens]]'', devrait pouvoir être mesurée par l'expérience EFIELD à bord de la sonde ''[[Dragonfly (sonde spatiale)|Dragonfly]]'', grâce à sa détection de plusieurs [[harmonique (physique)|harmoniques]] des résonances de Schuman<ref>{{Article| langue=en| titre=Schumann Resonances as a tool to constrain the depth of Titan’s buried water ocean: Re-assessment of Huygens observations and preparation of the EFIELD/Dragonfly experiment| auteur1=Paul Lagouanelle| auteur2=Alice Le Gall| périodique=[[Icarus (journal)|Icarus]]| volume=428| numéro article=116372| date=1 mars 2025| doi=10.1016/j.icarus.2024.116372| accès doi=libre| consulté le=10 décembre 2024}}.</ref>.

== Théorie ==
Dans l'hypothèse d'une ionosphère et d'une surface terrestre de [[conductivité électrique]] infinie, les résonances vérifient la formule :
:<math>f_n = \frac{c}{2\pi R_\mathrm{T}} \sqrt{n(n+1)}</math>
où :
:''c'' est la [[vitesse de la lumière]] ;
:''R''{{sub|T}} est le [[rayon de la Terre]] ;
:''n'' l'ordre de l'harmonique<ref>{{en}} Kristian Schlegel et Martin Füllekrug, ''{{lang|en|50 years of Schumann Resonance}}'', traduction d'un article paru dans ''{{lang|de|Physik in unserer Zeit}}'', vol. 33 n° 6 (2002), p. 256-26 {{lire en ligne|lien=http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:CL5aocWYySIJ:www.hese-project.org/hese-uk/en/papers/schlegel_schumann.pdf+%2250+Years%22+of+Schumann+Resonance&hl=en&ct=clnk&cd=1}}</ref>.

En raison de la conductivité finie de la Terre et de l'ionosphère, les pics se situent à une fréquence plus basse que celle qui est prédite par la théorie<ref name="jackson" /> et sont plus écartés sur le spectre électromagnétique. {{Référence nécessaire| De plus, des asymétries sont liées à l'alternance [[jour]]-[[nuit]], à la variation [[longitude|longitudinale]] du [[champ magnétique terrestre]], à des perturbations ionosphériques et à l'absorption par les [[Inlandsis|calottes polaires]].}}

== Notes et références ==
{{Traduction/Référence|en|Schumann resonances|185771424}}
{{références}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets| commons=Category:Schumann resonance}}

{{Portail|géodésie et géophysique}}

[[Catégorie:Champ magnétique terrestre]]
[[Catégorie:Électromagnétisme]]
[[Catégorie:Ionosphère]]