Glossaire

ion

Les noyaux des atomes et leurs combinaisons dans les molécules sont entourés de couches d'électrons, porteurs chacun d'une même charge élémentaire d'électricité négative, laquelle vaut - 1,602.10 - 19 coulombs. Lors de réactions chimiques, mais aussi d'actions physiques, il arrive fréquemment qu'un atome ou une molécule perde ou acquière un ou plusieurs électrons de sa couche extérieure et se transforme ainsi en une particule d'échelle microscopique chargée électriquement : semblable particule se nomme un ion, et le processus qui l'a engendrée est une ionisation. Suivant que le ou les électrons auront été perdus ou acquis, il se formera un ion chargé positivement — appelé ion positif ou cation — ou un ion chargé négativement — appelé ion négatif ou anion . Pour décrire un ion, on joint à sa formule chimique son signe et sa charge élémentaire, écrits en exposant : par exemple, l'ion hydroxyle OH - , porteur d'une seule charge élémentaire négative, allie un atome d'oxygène à un atome d'hydrogène, tandis que l'ion O + +, issu d'un atome d'oxygène, porte deux charges élémentaires positives.

En météorologie, les expressions "ion", "ion positif", etc., s'étendent à des regroupements plus ou moins massifs de molécules en suspension dans l'atmosphère et chargés électriquement : de telles particules sont dites ionisées. Nombreuses mais réparties de façon inhomogène dans la troposphère, les particules ionisées de toutes origines y jouent un rôle multiple, dans le conditionnement des orages, le déclenchement d'éclairs et d'autres phénomènes électriques et magnétiques, la formation des précipitations, les suites de réactions chimiques associées à la pollution atmosphérique, le confort physiologique...

Cependant, les ions sont encore beaucoup plus nombreux dans le restant de l'atmosphère. En effet, le globe terrestre dans son ensemble baigne dans un plasma, c'est-à-dire un milieu qui, bien que globalement neutre, se trouve composé en majorité ou en totalité de particules ionisées et d'électrons libres : les milieux de ce genre représentent en fait un état bien particulier de la matière, où les particules peuvent manifester un comportement collectif ; c'est le vent solaire, essentiellement constitué d'un flux de protons et d'électrons émis par le Soleil, qui constitue ce plasma interplanétaire avec lequel interfèrent les régions de la haute atmosphère à partir de 100 km d'altitude environ. Ces régions, aux limites assez complexes, sont constituées de gaz ionisés très raréfiés, qui subissent peu de collisions et voient par conséquent leur mouvement régi par le champ magnétique terrestre ; parmi elles se distingue à partir de 500 à 600 km d'altitude une zone de plasma de densité plus élevée, la plasmasphère, laquelle peut s'étendre jusqu'à une altitude d'environ quatre fois le rayon de la Terre : la composition de cette zone en ions et en électrons est étroitement reliée à celle d'une zone contiguë, l'ionosphère, qui s'étend de la mésosphère jusque vers 500 km d'altitude et qui se caractérise par son action sur la propagation des ondes radioélectriques.