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Si aujourd'hui on comprend assez bien les conditions de la formation des éclairs en général, c'est-à-dire la présence d'une différence de polarité électrique entre deux régions (atmosphère/sol ou atmosphère/atmosphère), il n'est cependant pas toujours évident de comprendre l'apparition de ces conditions. Pour les éclairs d'orage la séparation des charges apparaît soit grâce à des interactions microphysiques entre les différentes phases de l'eau (peut-être même les changements d'état eux-même) soit par la friction entre les poussières, les gouttes d'eau et les cristaux de glace. Certaines tempêtes de sable produisent aussi des éclairs ce qui amène à penser que le seul frottement entre particules silicatés peut générer ces conditions. Jusqu'à présent cette seconde manière de faire des éclairs était celle invoquée pour les éclairs des panaches volcaniques du fait de leur forte densité en particules silicatés. Une étude qui vient de sortir dans le journal Bulletin of Volcanology (McNutt and Williams, 2010) revient un peu sur cette affirmation et propose un modèle différent. La densité d'eau présente dans un panache volcanique est généralement supérieure à celle dans un nuage d'orage. Cette eau est principalement d'origine magmatique mais peut aussi être issue d'infiltrations ou de la fusion d'une calotte glaciaire. Pour les panaches d'éruptions importantes avec des hauteurs de plus de 7 km la température du panache pourrait descendre à 6-10 degré sous zéro ce qui permettrait la formation de glace sur les particules de cendre volcanique. Dans ces cas, le mécanisme de formation des éclairs serait similaire à celui dans les nuages d'orage d'autant que la présence d'une couche de glace réduirait l'efficacité de la friction entre les particules silicatés. Cependant, pour les panaches d'éruptions plus modérées avec des hauteurs inférieurs à 4 km cette explication n'est plus possible car les conditions de température près de l’évent volcanique ne permettent pas la formation de glace. Dans ces conditions, plusieurs mécanismes plus ou moins clairs expliquent la formation des éclairs : la collision entre les particules, la fragmentation des cendres et un processus qui comprend le mouvement de fluides ionisés. L'intérêt d'une telle recherche est double : pour les petites éruptions la présence d'éclairs indiquerait une forte densité de particules dans le panache et il faut donc s'attendre à de fortes retombées de cendre; pour les grandes éruptions la présence d'éclairs devrait nous informer sur le contenu en eau du panache. En conséquence, l'utilisation de détecteurs optiques d'éclairs est une alternative nouvelle pour la surveillance des éruptions volcaniques. Lire cet article m'a fait penser à une photo que j'avais publié sur mon précédent blog et qui montre des éclairs dans le panache éruptif du Tungurahua en 2007.

 

Tungurahua 2007-07-30 00:43Panache du Tungurahua avec formation d'éclairs le 30 juillet 2007.

Tag(s) : #Un Peu de Science au Quotidien

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