Fissure! Les éclairs sont brillants et forts, assez violents pour secouer vos os et illuminer le ciel. Maintenant, une nouvelle étude menée par l'Université du Colorado Boulder suggère que ces événements puissants peuvent également modifier la chimie de l'atmosphère terrestre, affectant même la très importante couche d'ozone de la Terre.

Les résultats, publié dans le Journal of Geophysical Research :Atmosphères , jeter un nouvel éclairage sur ce que signifie vivre sur une planète en proie à la foudre.

"Vous avez environ 1, 800 orages actifs à travers le monde à un moment donné, générer environ 50 flashs par seconde, " dit Robert Marshall, co-auteur de la nouvelle étude et professeur adjoint au département des sciences de l'ingénierie aérospatiale Ann et H.J. Smead.

Tout ce flash peut avoir un impact plus large sur l'atmosphère que les scientifiques ne le pensaient autrefois, il a dit.

La recherche s'articule autour d'un phénomène complexe appelé précipitation d'électrons induite par la foudre, ou LEP. Chaque fois que la foudre frappe, Marshall a expliqué, le boulon lance une impulsion d'énergie électromagnétique qui peut se propager tout autour de la Terre et dans l'espace. Là, que l'énergie interagit avec les ceintures de radiations qui entourent notre planète, en libérant certains des électrons piégés à l'intérieur, qui redescendent ensuite vers la Terre.

Imaginez-le comme secouer une branche d'arbre pour faire tomber la neige mouillée.

Dans leur nouvelle étude, lui et ses collègues ont suivi les retombées de trois orages au cours de la dernière décennie qui s'étendaient du Nebraska aux Caraïbes. Sur la base de leurs calculs, ces tempêtes individuelles ont peut-être déclenché une réaction chimique en chaîne dans l'atmosphère qui a entraîné une diminution de la couche d'ozone à certains endroits jusqu'à 5 %, une perte qui a potentiellement duré jusqu'à 12 heures.

Les humains ont longtemps vécu avec la foudre, de sorte que ces fluctuations de l'ozone ne menacent probablement pas la sécurité des personnes. Mais, Marshall a dit, les découvertes de l'équipe suggèrent que, lorsqu'elles sont réparties sur des dizaines de tempêtes se produisant toutes en même temps, la foudre pourrait avoir une influence étonnamment importante sur ce qui se passe dans l'air au-dessus de nos têtes. Les chercheurs espèrent étudier à quel point cette influence mondiale est importante.

"Un seul coup de foudre a un impact mineur sur l'atmosphère, " dit Marshall. " Mais après des milliers de coups de foudre, c'est peut-être beaucoup plus important. On ne sait pas encore."

La foudre s'écrase

Cela peut aussi être quelque chose à voir. En octobre 2015, par exemple, L'ouragan Patricia a touché terre au Texas et au Mexique. La tempête a apporté de la pluie et des inondations dans la région, sans parler de plus de 33, 000 éclairs en l'espace de seulement deux heures et demie.

Dans leurs dernières recherches, Marshall et ses collègues ont utilisé des simulations informatiques détaillées pour suivre ce qui s'est passé dans l'atmosphère après cet événement sauvage, ainsi qu'une tempête similaire dans les Caraïbes en mai 2017 et une autre a plus que bouleversé le ciel au-dessus du Nebraska en août 2013.

"Ces orages déclenchent le retrait d'électrons des ceintures de radiation, " a déclaré Marshall. " Il déverse de l'énergie dans l'atmosphère, et nous demandons qu'est-ce que cet apport d'énergie fait à l'atmosphère ? »

Voici ce qui s'est passé :au fur et à mesure que les tempêtes progressaient, l'énergie des électrons qui pleuvait sur Terre a commencé à réagir avec des gaz élevés dans l'atmosphère terrestre, environ 30 à 70 milles au-dessus de la surface. Concentrations de certaines molécules dans l'air, y compris les oxydes d'hydrogène et les oxydes d'azote, explosa presque d'un coup. Oxydes d'azote, par exemple, augmenté jusqu'à 150 %.

Par eux-même, ces gaz ne peuvent pas faire beaucoup de mal. Mais, Marshall a dit, ils peuvent se mélanger plus profondément dans l'atmosphère, atteignant finalement la couche d'ozone - une limite importante qui se trouve à moins de 20 miles au-dessus du sol et aide à protéger la vie du rayonnement solaire.

"L'augmentation des oxydes d'azote peut durer 24 heures ou plus, et ces gaz descendront lentement en altitude où ils peuvent détruire l'ozone, " dit Marshall.

L'équipe ne s'attend pas à ce que la destruction s'étende loin de la zone juste au-dessus de la tempête, créant une mince tache de courte durée dans la couche d'ozone. Mais la perte d'ozone est comparable à ce que les scientifiques ont observé lors d'autres perturbations atmosphériques majeures, y compris les aurores, ou aurores boréales, qui font briller le ciel aux hautes latitudes.

Aller de l'avant, Marshall et ses collègues ont l'intention de garder un œil sur ces nuits sombres et orageuses.

"Dans cette étude, nous examinons l'effet des tempêtes individuelles, " a-t-il dit. " La prochaine étape est de dire quel est le niveau mondial, effet cumulatif de l'éclairage sur la haute atmosphère."