Les chercheurs rapportent dans une nouvelle étude qu'ils ont documenté des grondements de tonnerre volcanique pour la première fois, un exploit considéré presque impossible par de nombreux vulcanologues.

Des microphones destinés à détecter les éruptions volcaniques dans les îles Aléoutiennes en Alaska ont enregistré des sons du volcan Bogoslof en éruption sur huit mois, de décembre 2016 à août 2017. Les chercheurs analysant les enregistrements ont identifié plusieurs sons de craquement provenant des éruptions du 8 mars et du 10 juin sous forme de tonnerre volcanique, un phénomène qui, selon les auteurs de l'étude, n'a jamais été capturé auparavant dans des enregistrements audio.

Les observateurs ont décrit avoir entendu du tonnerre volcanique dans le passé, mais les scientifiques ont été incapables de démêler les tonnerres provoqués par la foudre volcanique de la cacophonie de soufflets et d'explosions qui accompagnent une éruption explosive. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des microphones sur une île voisine et des cartes des éclairs volcaniques pour identifier les sons du tonnerre.

"C'est quelque chose que les gens qui ont été en éruption ont certainement vu et entendu auparavant, mais c'est la première fois qu'on l'attrape définitivement et qu'on l'identifie dans des données scientifiques, " a déclaré Matt Haney, sismologue à l'Alaska Volcano Observatory à Anchorage et auteur principal de la nouvelle étude acceptée pour publication dans Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.

L'analyse du tonnerre volcanique offre aux scientifiques un nouveau moyen de détecter la foudre volcanique et potentiellement un moyen d'estimer la taille d'un panache de cendres, selon Jeff Johnson, un géophysicien de la Boise State University qui n'était pas lié à la nouvelle étude.

Haney et son équipe ont découvert que l'intensité du tonnerre correspondait à l'intensité de la foudre, ce qui signifie que les chercheurs pourraient utiliser le tonnerre comme indicateur de la foudre volcanique, dit Johnson. L'intensité de la foudre dans un panache volcanique peut indiquer aux scientifiques quelle est la taille du panache et à quel point il peut être dangereux.

« Comprendre où la foudre se produit dans le panache nous indique la quantité de cendres qui a éclaté, et c'est quelque chose qui est notoirement difficile à mesurer, " a déclaré Johnson. " Donc, si vous localisez le tonnerre sur une longue zone, vous pourriez potentiellement dire quelque chose sur l'étendue du panache. "

Surveillance des éruptions imminentes

Les éruptions volcaniques sont intrinsèquement bruyantes - explosions de fumée, les cendres et le magma secouent le sol et créent des détonations fortes et des grondements qui se répercutent sur des kilomètres. La foudre est courante dans les panaches volcaniques parce que les particules de cendres et de glace se grattent et entrent en collision les unes avec les autres et deviennent électrifiées. Les chercheurs ont supposé que la foudre volcanique était suivie du tonnerre, comme pendant les orages, mais ils n'avaient pas encore pu démêler les coups de tonnerre des bruits de l'éruption elle-même, et de nombreux scientifiques considéraient cela impossible, selon Haney.

Dans la nouvelle étude, des scientifiques ont détecté du tonnerre sur le volcan Bogoslof dans les îles Aléoutiennes en Alaska, une chaîne de plus de 50 îles volcaniques dans le nord de l'océan Pacifique.

Les chercheurs surveillent constamment les îles de loin à la recherche de signes d'éruptions imminentes. Ils utilisent des capteurs sismiques pour capter les mouvements du sol avant ou pendant une éruption, des réseaux de microphones pour détecter les sons de cendres explosant vers le ciel et un réseau mondial de capteurs de foudre pour détecter les coups de foudre dans un panache de cendres. Les orages sont rares dans les îles Aléoutiennes, Ainsi, lorsque les capteurs détectent la foudre, cela signifie très probablement qu'il y a une éruption en cours, dit Haney.

Bogoslof a commencé à entrer en éruption en décembre 2016 et a éclaté plus de 60 fois jusqu'en août 2017. De nombreuses éruptions ont produit d'imposants nuages ​​de cendres de plus de six kilomètres (20, 000 pieds) de haut qui a perturbé les déplacements aériens dans toute la région.

Isoler les coups de tonnerre

Les éruptions du Bogoslof des 8 mars et 10 juin ont créé des conditions idéales pour observer le tonnerre volcanique, dit Haney. Les deux éruptions ont généré d'immenses panaches de cendres qui ont persisté plusieurs heures après la fin des éruptions. Sans le vacarme d'une éruption en arrière-plan, les chercheurs avaient de meilleures chances d'entendre des craquements de tonnerre provoqués par des éclairs dans le panache.

Des capteurs de foudre dans le monde entier ont détecté des éclairs dans les panaches de cendres pendant plusieurs minutes après la fin de chaque éruption. Dans la nouvelle étude, Haney et ses collègues ont comparé le moment et l'emplacement des éclairs aux sons enregistrés par un réseau de microphones sur une île voisine.

Ils ont découvert que la synchronisation et le volume des sons captés par les microphones correspondaient aux données de la foudre d'une manière que seul le tonnerre pouvait.

Le 8 mars, les microphones ont enregistré au moins six éclats sonores distincts qui se sont produits trois minutes après le pic de l'activité de la foudre dans le panache. Le moment des sursauts signifie qu'il s'agissait presque certainement de coups de tonnerre causés par la foudre :les microphones se trouvaient à 60 kilomètres (40 miles) du volcan, il aurait donc fallu au son trois minutes pour atteindre les microphones. Que le tonnerre ait été capté si loin signifie aussi qu'il était assez fort, dit Haney.

Le 10 juin, les microphones ont capté des éclats de son provenant d'une direction légèrement différente de celle des sons de l'éruption. L'emplacement des sursauts correspondait aux zones de pic d'activité de foudre, selon l'étude.

« Si les gens avaient observé l'éruption en personne, ils auraient entendu ce tonnerre, " Haney a déclaré. "Je m'attends à ce qu'à l'avenir, d'autres chercheurs seront excités et motivés à regarder dans leurs ensembles de données pour voir s'ils peuvent capter le signal du tonnerre. »