Les scientifiques ont enfin trouvé la cause des éclairs volcaniques

Le secret de l’origine de la foudre volcanique – une forme étrange et violente d’éclair qui ne se produit qu’à l’intérieur des nuages de cendres des volcans en éruption – a enfin été percé.

Des chercheurs allemands ont non seulement découvert l’origine de la foudre volcanique, mais ils pourraient aussi avoir trouvé un nouveau moyen de mesurer la quantité de cendres qu’un volcan crache en temps réel, ce qui nous aidera à prévoir la qualité de l’air pendant et après les éruptions.

Avant de nous plonger tête baissée dans les éclairs volcaniques, nous devons comprendre quelques notions de base sur les éclairs normaux. La foudre se forme à l’intérieur d’un nuage lorsqu’un mélange d’air chaud et d’air froid provoque la formation d’une charge électrique statique, le haut du nuage ayant une charge positive et le bas une charge négative.

“Dans les premiers stades de développement, l’air agit comme un isolant entre les charges positives et négatives du nuage et entre le nuage et le sol”, explique le National Severe Storms Laboratory (NSSL ).

“Lorsque les charges opposées s’accumulent suffisamment, ce pouvoir isolant de l’air se brise et il se produit une décharge rapide d’électricité que nous connaissons sous le nom d’éclair. L’éclair égalise temporairement les régions chargées dans l’atmosphère jusqu’à ce que les charges opposées se reconstituent.”

Un phénomène similaire se produit dans les éclairs volcaniques, avec une accumulation de charges électriques, mais il existe également de grandes différences. La foudre volcanique, par exemple, se forme plus près du sol et ne se déplace pas toujours vers le bas de la même manière que la foudre normale.

Et, surtout, les éclairs volcaniques se produisent à l’intérieur de panaches de cendres, plutôt que dans des nuages de vapeur d’eau ordinaires, ce qui en fait une force mystérieuse que les chercheurs s’efforcent de comprendre depuis un certain temps.

Aujourd’hui, une équipe de l’université Ludwig-Maximillian a observé la formation de ces impressionnants éclairs sur le mont Sakurajima au Japon, l’un des volcans les plus actifs de la planète, à l’aide de séquences vidéo à haute vitesse et d’analyses acoustiques.

Après avoir minutieusement examiné les données recueillies, l’équipe a découvert que les éclairs volcaniques se produisent généralement dans la partie inférieure du nuage de cendres.

Selon eux, cela s’explique par le fait que le magma bouillonnant à l’intérieur du bord du volcan électrifie le nuage de cendres situé juste au-dessus. Cette charge finit par s’accumuler de la même manière que dans un nuage normal, produisant un coup de foudre.

“Ces données nous amènent à conclure que, bien que les éclairs volcaniques et ceux des nuages d’orage partagent de nombreuses caractéristiques physiques communes, les conditions présidant à l’apparition de décharges électriques lors d’éruptions explosives résultent de la distribution complexe des charges au sein du panache en formation”, rapporte l’équipe.

En analysant leurs résultats, l’équipe a remarqué que la fréquence des éclairs augmentait avec la taille du panache de cendres.

Cette corrélation, espèrent-ils, offrira un nouveau moyen d’évaluer l’ampleur d’une éruption et la quantité de cendres projetées dans l’air sans mettre les chercheurs en danger. Après tout, les éclairs sont assez faciles à compter, même de loin.

“C’est un paramètre qui peut être mesuré – à une distance de plusieurs kilomètres et dans des conditions de faible visibilité”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Corrado Cimarelli, à Maddie Stone de Gizmodo.

Si nous savons maintenant comment les éclairs volcaniques prennent vie, il reste encore beaucoup à apprendre à leur sujet, comme cette découverte de 2015, où des chercheurs de l’université de l’Alabama ont découvert que les éclairs volcaniques créent en fait des boules de verre parfaitement rondes.

Ces résultats ont été publiés dans Geophysical Research Letters.