Les orages sont certes puissants, mais il est difficile de quantifier leur potentiel électrique. Une nouvelle étude a toutefois été capable de regarder au plus profond d’une tempête géante à l’aide d’un télescope conçu pour étudier les rayons cosmiques, découvrant qu’il contenait un choc de 1, 3 milliard de volts, selon une nouvelle étude de la revue Physical Review Letters .
Matteo Rini, de Physics, a indiqué que par le passé, des chercheurs avaient piloté des avions ou lancé des ballons dans des nuages d'orage pour tenter de mesurer leur potentiel électrique. La plus grande mesure prise avec ces méthodes a atteint 130 millions de volts lors d’une tempête sur le Nouveau-Mexique dans les années 90.
Des chercheurs de l’Institut de recherche fondamentale Tata de Mumbai, en Inde, ont décidé de sonder les nuages orageux en utilisant quelque chose de plus sophistiqué que le ballon: les détecteurs de muons. Les muons sont des particules chargées produites dans la haute atmosphère de la Terre lorsque les rayons cosmiques qui bombardent constamment notre planète interagissent avec diverses particules. Cela signifie qu'il pleut régulièrement sur ces muons énergétiques sur la terre. Cependant, lorsque quelque chose se met en travers de leur chemin, les muons perdent de l'énergie et cette perte peut être détectée à l'aide d'un équipement spécial.
Le télescope GRAPES-3 de l'Institut Tata suit les muons, détectant plus d'un million de muons par minute. Mais George Dvorsky de Gizmodo a rapporté que l’équipe avait ajouté des détecteurs de champ électrique au détecteur et commencé à regarder les tempêtes passer au-dessus de sa tête. En examinant la réduction d'énergie des muons traversant le nuage, l'équipe peut calculer la quantité de potentiel électrique dans la tempête.
Entre 2011 et 2014, l'équipe a recueilli des données sur 184 tempêtes. Ils ont réduit cette liste aux sept plus grandes tempêtes. Cependant, six de ces tempêtes étaient complexes et le calcul de leur potentiel électrique posait divers problèmes. Une tempête massive survenue le 1er décembre 2014 avait toutefois le bon profil pour un calcul.
La tempête se déplaçait à 40 milles à l'heure à une altitude de sept milles au-dessus de la surface de la Terre et couvrait environ 146 milles carrés. Les calculs basés sur le nombre de muons que la tempête a repoussés montrent que son potentiel était de 1, 3 milliard de volts, soit 10 fois plus que la valeur la plus élevée enregistrée précédemment pour un orage.
"Les scientifiques ont estimé que les nuages d'orage pourraient avoir un potentiel gigavolt dans les années 1920", explique Sunia Gupta de Tata, co-auteur de Tata Ghose, de LiveScience . "Mais cela n'a jamais été prouvé - jusqu'à présent. La quantité d'énergie stockée ici est suffisante pour les besoins d’une ville comme New York pendant 26 minutes. Si vous pouviez la maîtriser. "
Gupta dit que les chances de trouver un moyen d'utiliser tout ce potentiel électrique sont peu probables - l'énergie est si intense qu'elle ferait fondre tout ce que nous utilisions auparavant pour le conduire.
Michael Cherry, chercheur en rayons cosmiques et gamma à la Louisiana State University de Baton Rouge, explique à Rini de Physics que la technique de détection de muons est un bon début, mais qu'elle repose sur des modèles simplifiés de tempêtes pour calculer ses calculs. À l'avenir, ajoute-t-il, l'envoi de drones ou de ballons dans des tempêtes en combinaison avec le détecteur de muons pourrait aider à affiner les lectures.
Le fait que les tempêtes puissent grimper dans la plage des gigavolts aide à résoudre un mystère. Depuis les années 1990, les satellites ont enregistré des flashs gamma émanant des hauts niveaux de l’atmosphère, connus sous le nom de flashs gamma terrestres. Si les orages ont un potentiel électrique dans la plage des gigavolts, cela signifie qu'ils sont suffisamment puissants pour accélérer les électrons à des vitesses capables de briser certains atomes en morceaux, produisant ainsi les éclairs.
