Qu’est-ce qui cause les étranges foudres volcaniques ?
La nuit, des éclairs inquiétants au-dessus des volcans en éruption illuminent le ciel comme un cauchemar vivant. Maintenant, les scientifiques sont plus près de comprendre la foudre volcanique, qui provient à la fois des cendres et de la glace, révèlent deux nouvelles études.
Démêler l’origine de la foudre volcanique a été difficile. Dans les orages, les coupables sont des cristaux de glace en collision, qui génèrent suffisamment de charge électrique pour déclencher la foudre. Mais les nuages de cendres sont moins prévisibles et plus difficiles à étudier que les supercellules (orages), donc les scientifiques essaient toujours de comprendre ce qui déclenche la foudre volcanique. Par exemple, il semble absurde de blâmer la glace pour la foudre dans un brasier volcanique.
Deux nouvelles études révèlent différentes raisons de la foudre au-dessus des volcans en éruption. L’une des causes est l’électricité statique, due au frottement des particules dans des nuages de cendres denses près du sol. L’autre source de foudre se produit près de la stratosphère, au-dessus de la surface de la Terre, où les cristaux de glace jockeys déclenchent de puissantes secousses.
Sur le volcan Sakurajima au Japon, les particules de cendres sont responsables de la foudre qui frappe près du sol, ont rapporté des chercheurs dirigés par Corrado Cimarelli, volcanologue à l’Université Ludwig Maximilian de Munich, en Allemagne, le 23 février dans la revue Geophysical Research Letters. Pour cette étude, les scientifiques ont enregistré une vidéo d’éclairs volcaniques à Sakurajima, l’un des volcans les plus actifs au monde. En comparant la vidéo aux infrasons et aux données électromagnétiques, les chercheurs ont découvert que d’épais nuages de cendres provoquaient de l’électricité statique. Les particules se frottent et l’accumulation de charge qui en résulte génère des coups de foudre. (C’est ce qu’on appelle la triboélectricité.)
La glace joue également un rôle dans la foudre volcanique, selon une étude distincte. Les chercheurs ont suivi l’emplacement des coups de foudre lors d’une éruption d’avril 2015 du volcan Calbuco au Chili. Dans ce cas, les boulons se brisaient à environ 60 milles (environ 100 kilomètres) de l’éruption et à des hauteurs quasi stratosphériques d’environ 12 milles (20 km) au-dessus de la surface de la Terre. Les scientifiques pensent que de la glace s’est formée au sommet du nuage de cendres qui s’amincissait – qui transportait également de la vapeur d’eau – produisant des éclairs comme le fait un nuage d’orage. L’étude a été publiée le 12 avril dans Geophysical Research Letters.
Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour la surveillance des volcans. Parce que les éruptions plus importantes déclenchent plus de foudre, « le simple fait de voir que la foudre est associée à une éruption vous indique qu’il y a des problèmes potentiels d’aviation », a déclaré Alexa Van Eaton, auteur principal de l’étude de Calbuco et volcanologue à l’US Geological Survey Cascades Volcano Observatory à Vancouver, Washington.
Lors de l’éruption du volcan Pavlof en Alaska en mars, Van Eaton et ses collègues ont utilisé le réseau World Wide Lightning Location pour surveiller le nuage de cendres du volcan, a-t-elle déclaré. Les cendres de Pavlof et d’autres volcans du sud-ouest de l’Alaska peuvent dériver vers des trajectoires de vol internationales et locales.
Van Eaton espère finalement utiliser des éclairs pour mesurer à distance la puissance des éruptions volcaniques. « La foudre nous dit des choses que d’autres techniques de surveillance géophysique ne peuvent pas voir », a déclaré van Eaton. De plus grandes éruptions déclenchent plus de foudre, a déclaré van Eaton. « Le simple fait de voir que la foudre est associée à une éruption vous indique qu’il y a des problèmes potentiels d’aviation, et cela informe sur la façon dont vous réagissez à un volcan », a-t-elle déclaré.
Les deux études rapprochent également les scientifiques pour résoudre le mystère de l’éclairage volcanique. « Il est surprenant qu’il existe des processus vraiment différents à l’intérieur d’un système de panache d’éruption volcanique qui génèrent l’électrification », a déclaré van Eaton. « Cela ouvre un monde de questions dont nous ignorions même l’existence. »
