En 2015, un volcan près de Colima, Le Mexique a projeté d'énormes panaches de cendres sombres dans les airs et a créé des éclairs spectaculaires. Le volcan est l'un des plus actifs d'Amérique centrale. Marc Szeglat/Barcroft Media/Barcroft Media via Getty Images La foudre nous éblouit et les panaches volcaniques peuvent être envoûtants. Ainsi, un volcan en pleine éruption flanqué de zigzags d'éclairs doit être l'un des spectacles les plus cool de la nature. Et c'est. Les gens regardent ce spectacle se dérouler depuis des milliers d'années. Lorsque Pline le Jeune a vu l'éruption du Vésuve en 79 EC, il a remarqué qu'un "éclair de foudre" illuminait le ciel alors que des cendres volcaniques s'échappaient.
Que ces deux choses se soient produites en même temps n'était peut-être pas une coïncidence. Aujourd'hui, c'est un fait connu que les panaches de cendres volcaniques sont capables de générer des éclairs. Maintenant pour la toute première fois, vous pouvez écouter les coups de tonnerre. Plus tôt ce mois-ci, le monde a appris qu'une équipe dirigée par le géologue de l'USGS Matt Haney avait réussi à isoler et à enregistrer le son du tonnerre produit par le volcan. Une telle chose n'avait jamais été faite auparavant - et la réalisation pourrait ouvrir la voie à des idées salvatrices.
Quelle que soit sa trajectoire, chaque éclair est produit par séparation de charge. Un nuage d'orage est comme un énorme, batterie flottante. La base est chargée négativement tandis que la partie supérieure a une charge positive. Pendant les orages, le sol lui-même devient également chargé positivement. Tout cela signifie qu'il y a beaucoup de polarisation en cours.
Les charges opposées s'attirent naturellement et essaient de s'équilibrer. La foudre est une décharge électrique rapide qui peut apparaître entre une zone chargée positivement et une zone chargée négativement. En envoyant des électrons vers l'un de ces pôles, la foudre neutralise temporairement la charge de l'espace entre eux.
Comment les nuages d'orage sont-ils électrifiés en premier lieu ? On pense que les courants d'air poussent les gouttelettes d'eau froide et les petites particules de glace vers le haut à un rythme accéléré. Comme ces corps voyagent de plus en plus haut, ils entrent en collision avec des particules plus lourdes appelées graupel (ou « grêle molle »), qui traînent dans la moitié inférieure du nuage. Les collisions donnent théoriquement à ces particules grimpantes une charge positive tandis que le graupel est chargé négativement. Gardez cela à l'esprit car cela nous aidera à comprendre comment la foudre volcanique peut se former.
La manière dont un volcan entre en éruption dépend de beaucoup de choses. Un facteur important est la température du magma se trouvant sous la surface. Si ce matériau est chaud - disons, dans le stade de 1, 200 degrés Celsius (2, 192 degrés Fahrenheit) - et ça coule, vous obtiendrez une éruption effusive. Dans de telles effusions, la lave coule doucement sur les flancs du volcan. Mais si le magma est plus froid et plus visqueux, cela signifie que les gaz à l'intérieur du volcan auront plus de mal à s'échapper. Ensuite, vous aurez beaucoup de pression interne aboutissant à une soi-disant éruption explosive, avec des panaches de lave et de cendres tirant vers le ciel.
"Tout volcan qui produit des éruptions explosives et des panaches de cendres pourrait générer des éclairs, " Matthieu Haney, Doctorat., un géophysicien de l'USGS et de l'Alaska Volcano Observatory à Anchorage, dit dans un e-mail. "Des volcans qui suintent de la lave dans une éruption effusive, au lieu d'un explosif, ne serait pas susceptible de produire la foudre.
La foudre elle-même est créée de deux manières; les deux impliquent des panaches de cendres. Parfois, quand il y a un nuage de cendres volcaniques planant au-dessus du sol, les particules de cendres individuelles se frottent les unes aux autres. Qui produit de l'électricité statique, avec certaines particules devenant chargées positivement et d'autres négatives. Le résultat est un environnement parfait pour la foudre.
"L'autre façon est que les cendres se recouvrent de glace à haute altitude dans le panache volcanique et que les particules de cendres recouvertes de glace entrent en collision les unes avec les autres, " Haney dit. "Cette deuxième façon est similaire à la façon dont la foudre régulière est produite en hauteur dans un nuage d'orage."
Le tonnerre lui-même se produit après que la chaleur d'un éclair a rapidement réchauffé certaines des particules d'air environnantes tout en repoussant les autres. Suite à la grève, l'air se refroidit et se contracte à grande vitesse. L'activité émet un bruit de craquement qui peut être 10 fois plus fort que le bruit d'un marteau-piqueur pneumatique. Et pourtant dans une éruption volcanique, il est facile pour le tonnerre d'être noyé par des rugissements et des fissures à longue distance, qui sont encore plus assourdissants.
C'est pourquoi les nouveaux enregistrements sont si révolutionnaires. En décembre 2016, Haney et cinq autres géologues ont installé des microphones sur l'une des îles Aléoutiennes de l'Alaska. La masse continentale en question était située près du volcan Bogoslof, un 6, 000 pieds (1, géant de 828 mètres ancré au fond de l'océan avec un sommet à peine au-dessus du niveau de la mer.
Sur une période de huit mois, Le Bogoslof est entré en éruption plus de 60 fois. L'équipe de Haney était là pour tout enregistrer. Il a déclaré qu'ils avaient touché la terreur en mars et juin 2017 "en analysant les éruptions du Bogoslof qui se sont brusquement calmées". Une fois les éruptions assourdissantes passées, leurs instruments étaient capables de capter les grondements du tonnerre généré par les volcans.
"Nous avons montré que les signaux du tonnerre provenaient d'une direction différente de celle de l'évent volcanique, " dit Haney. Tout au long de l'étude, des capteurs de foudre ont été utilisés pour localiser l'emplacement exact des boulons dans les panaches de cendres de Bogoslof. Haney dit que son équipe "a montré que le modèle du tonnerre dans le temps correspondait au modèle de la foudre". En d'autres termes, il y avait une nette corrélation entre les deux.
Les résultats des scientifiques ont été publiés dans Geological Research Letters le 13 mars 2018. Maintenant que quelqu'un a enfin trouvé un moyen d'enregistrer le son du tonnerre volcanique, les futurs chercheurs essaieront sans doute de l'écouter. En surveillant ces bruits, nous pourrons peut-être mieux calculer la taille ou l'étendue d'un panache de cendres donné. Cela pourrait nous aider à garder les avions hors de danger et à organiser des évacuations post-éruption.
Maintenant c'est intéressantLorsque l'île volcanique de Krakatoa a explosé en 1883, l'éruption était bruyante. ridiculement fort. Un capitaine de vaisseau britannique qui se trouvait à 40 milles (64 kilomètres) de distance à l'époque a déclaré que plus de la moitié de son équipage était assourdi par le bruit. Personnes vivant 3, 000 milles (4, 828 kilomètres) du site de l'éruption a entendu ce qu'un témoin a comparé à "le rugissement lointain des armes lourdes". Et en somme, certaines des réverbérations atmosphériques du Krakatoa ont fait trois ou quatre fois le tour du globe. Ouais.
