La foudre pendant un orage peut être dramatique, mais la foudre sur un volcan en éruption pourrait bien être l’un des phénomènes les plus étonnants de la nature. Les scientifiques commencent seulement à comprendre les subtilités impliquées dans la production de la foudre volcanique grâce au développement d’une nouvelle technologie d’ondes électromagnétiques qui peut scruter l’intérieur d’un panache de cendres.
Foudre volcanique sous le ciel étoilé à Eyjafjallajokull en Islande pendant une éruption de 2010. L’image apparaît comme une courtoisie de Sigurdur Stefnisson.
Foudre volcanique au-dessus de l’Eyjafjallajokull en Islande pendant une éruption de 2010. L’image apparaît avec l’aimable autorisation de Sigurdur Stefnisson.
La foudre est généralement causée par la séparation des particules chargées positivement et négativement dans l’atmosphère. Une fois que la séparation des charges devient suffisamment importante pour surmonter les propriétés isolantes de l’air, l’électricité circule entre les particules chargées positivement et négativement sous forme d’éclairs et neutralise la charge.
Dans les nuages d’orage, les particules chargées proviennent des gouttes d’eau liquides et gelées qui circulent dans les nuages. La foudre se produit à l’intérieur d’un nuage d’orage lorsque les particules positives s’accumulent près du sommet du nuage et que les particules négatives se rassemblent en dessous. Les charges négatives sur la face inférieure d’un nuage d’orage sont également capables de se connecter avec des charges positives au sol, créant ainsi des éclairs nuage-sol.
Des milliers d’éclairs ont été observés au-dessus de grandes éruptions volcaniques. Les scientifiques pensent que les particules chargées responsables des éclairs volcaniques peuvent provenir à la fois des matériaux éjectés par le volcan et des processus de formation de charges au sein des nuages de cendres se déplaçant dans l’atmosphère. Cependant, seules quelques études scientifiques ont été menées à ce jour sur la foudre volcanique. Par conséquent, la cause exacte de la foudre volcanique est toujours activement débattue.
La foudre volcanique est difficile à étudier, non seulement en raison de l’emplacement éloigné de nombreux volcans et des éruptions peu fréquentes, mais aussi parce que les nuages denses de cendres peuvent obscurcir les éclairs. Une nouvelle technologie faisant appel à des émissions radio à très haute fréquence (VHF) et à d’autres types d’ondes électromagnétiques permet désormais aux scientifiques d’observer les éclairs à l’intérieur des panaches de cendres qui, autrement, ne seraient pas visibles. Cette technologie a été déployée pour la première fois lors d’une éruption du Mont Augustine en Alaska en 2006, et elle a ensuite été utilisée lors des éruptions du Mont Redoubt en Alaska en 2009 et du Mont Eyjafjallajökull en Islande en 2010.
D’après ces études, les scientifiques ont pu distinguer deux phases différentes pour la production d’éclairs volcaniques. La première phase, dite phase éruptive, représente les éclairs intenses qui se forment immédiatement ou peu après l’éruption à proximité du cratère. On pense que ce type de foudre est causé par des particules chargées positivement éjectées par le volcan. La seconde phase, appelée phase du panache, représente les éclairs qui se forment dans le panache de cendres à des endroits situés sous le vent du cratère. Bien que l’origine des particules chargées pour les éclairs de panache soit encore à l’étude, une sorte de processus de charge dans le panache pourrait avoir lieu étant donné qu’il y a un peu de retard dans la production de ces éclairs. D’autres études suivront sûrement.
La ligne de fond : Des orages électriques intenses et spectaculaires peuvent être produits lors de grandes éruptions volcaniques. Les scientifiques pensent que les particules chargées responsables des éclairs volcaniques peuvent provenir à la fois des matériaux éjectés par le volcan et par des processus de formation de charges au sein des nuages de cendres se déplaçant dans l’atmosphère.
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Deanna Conners est une scientifique environnementale qui détient un Ph.D. en toxicologie et d’un M.S. en études environnementales. Son intérêt pour la toxicologie vient du fait qu’elle a grandi près du Love Canal Superfund Site à New York. Son travail actuel consiste à fournir des informations scientifiques de haute qualité au public et aux décideurs et à contribuer à la création de partenariats interdisciplinaires qui aident à résoudre les problèmes environnementaux. Elle écrit sur les sciences de la Terre et la conservation de la nature pour EarthSky.
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