L’ionosphère est une couche de l’atmosphère terrestre ionisée par le vent solaire. Le vent solaire existe parce que la couronne, qui est la couche la plus externe de l’atmosphère du soleil, est extrêmement chaude et large. Parce qu’il est si large, un flux constant d’ions d’hydrogène et d’hélium, appelé vent solaire ou plasma, est capable de quitter la gravité du soleil. Le vent solaire s’éloigne du soleil et se dirige vers la Terre, où il affecte la magnétosphère, l’ionosphère et le champ magnétique de la Terre.
L’ionosphère contient du plasma et est composée de trois couches. La plus basse est appelée la région D, atteignant de 47 à 59 miles (75 à 95 km) au-dessus de la surface de la Terre, et ne contient pas beaucoup d’ions. La couche suivante est appelée la région E, atteignant de 59 à 93 miles (95 à 150 km) et contenant une concentration légèrement plus élevée d’ions. La région F contient la plus forte densité d’ions et s’étend de 93 à 621 milles au-dessus de la surface.
Cette couche de l’atmosphère est importante pour la vie de tous les jours car elle nous permet d’envoyer des ondes radio de fréquence AM beaucoup plus loin que nous ne pourrions le faire sans elle. Un effet secondaire assez bien connu est que lorsque le soleil a déclenché une éruption solaire particulièrement forte, la radio AM peut subir une panne d’électricité. Cependant, l’ionosphère n’affecte pas les ondes radio de fréquence FM car elles ont des fréquences plus élevées. Par conséquent, les ondes radio de fréquence FM ne peuvent pas atteindre les ondes de fréquence AM.
Les scientifiques étudient l’ionosphère en grande partie en observant les aurores, qui sont des manifestations naturelles de couleurs vives dans le ciel près des pôles nord et sud. Les aurores se produisent car, aux pôles, il n’y a pas de magnétosphère. Comme il n’y a pas de magnétosphère, les ions peuvent entrer dans l’ionosphère et exciter le plasma qu’elle contient, qui libère alors l’énergie sous forme de lumière visible. La fréquence et l’intensité des aurores sont affectées par l’apparition d’éruptions solaires et l’intensité du vent solaire.
L’ionosphère a été découverte progressivement grâce à une série de découvertes et d’observations scientifiques à partir de 1864, lorsque James Clerk Maxwell a avancé une théorie sur la façon dont les ondes électromagnétiques sont créées. En 1901, Marconi a utilisé cette théorie pour transmettre des ondes radio, une forme d’ondes électromagnétiques, à travers l’océan Atlantique. Il a pu le faire parce qu’il savait que puisqu’il ne pouvait pas voir la station de réception, les ondes radio devaient rebondir sur une partie de l’atmosphère, leur permettant de voyager plus loin que prévu. En 1902, Oliver Heaviside et Arthur Kennelly ont appris les découvertes de Marconi sur la propagation radio et ont conclu que l’atmosphère avait une couche réfléchissante. Cependant, la couche n’a en fait été nommée ionosphère qu’en 1926, lorsque le physicien Robert Watson-Watt a écrit un article à ce sujet.