En 79 après JC, Pline le Jeune a été témoin de l’éruption du Vésuve. Plusieurs années plus tard, il a relaté la dévastation dans une série de lettres, détaillant non seulement les «cris des femmes, les pleurs des bébés et les cris des hommes», mais aussi les forces furieuses de la nature présentes sur les lieux, y compris les les nuages, déchirés par la foudre tordue et projetée, s'ouvrent pour révéler d'énormes figures de flammes. "
Bien que les plumes de fumée noire et les flammes rugissantes décrites par Pliny s'alignent probablement sur la vision d'une personne moyenne d'une éruption volcanique, les éclairs - éclipsés par l'image terrifiante de la lave vomissant du sommet d'un volcan - échouent souvent à la couper. Toujours, selon Maya Wei-Haas pour le National Geographic, ces vrilles électriques offrent plus qu'un spectacle de lumière spectaculaire. Selon une nouvelle étude publiée dans le Journal of Volcanology and Geothermal Research, la foudre pourrait aider les chercheurs à mieux surveiller les éruptions en fournissant des informations sur le comportement des volcans en temps quasi réel.
Des scientifiques de la Portland State University, de la United States Geological Survey (USGS), de l'Université de Washington et de la National Oceanic and Atmospheric Administration se sont inspirés de la base de données du réseau World Wide Lightning Location, sur l'activité de la foudre sur 1 563 volcans actifs, ainsi que des images satellite capturant des l'expansion du panache, pour suivre les taux d'éclairs à divers points au cours d'une éruption.
L’équipe a constaté que le nombre de coups de foudre dans le ciel atteignait son point culminant alors que l’éruption s’intensifiait initialement et qu’il se réduisait au fur et à mesure que le panache s’agrandissait, ce qui donne à penser que les pics d’activité marquent les principaux changements au début de l’éruption.
L'analyse par la foudre présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes de surveillance traditionnelles, selon Wei-Haas. Les chercheurs utilisent généralement des sismomètres pour évaluer les menaces volcaniques potentielles, mais ces outils sont difficiles à installer et à entretenir, ce qui signifie qu'ils sont souvent placés par des volcans situés le long des communautés plutôt que dans des régions éloignées. Malheureusement, l’isolement relatif n’exclut pas les risques, car les avions survolant des volcans distants peuvent être gênés par les cendres volcaniques.
L'imagerie satellitaire et les infrasons sont deux autres options, mais les deux ont leurs inconvénients: les nuages ou l'obscurité peuvent masquer des indices clés sur des éruptions imminentes, et les ondes sonores utilisées dans les infrasons peuvent être mélangées lors de leurs déplacements sur des centaines de kilomètres. La détection de la foudre, en revanche, est rapide (même plus rapide que les déclarations de témoins oculaires) et moins sensible aux obstacles météorologiques. Selon Alexa Van Eaton, co-auteur de l'étude, volcanologue à l'observatoire américain du volcan Cascades, National Geographic, la lumière évite également la distorsion potentielle des ondes sonores.
La foudre volcanique a longtemps mystifié les scientifiques. Dans son article pour le Washington Post en 2016, Angela Fritz explique qu'il est difficile d'attraper un éclair en action, car les grèves ne se produisent qu'au début des éruptions les plus intenses.
En général, la foudre sert de mécanisme de correction pour les charges négatives et positives séparées dans l’atmosphère. Lorsque la foudre frappe, ces charges sont neutralisées. Les scientifiques savent que les cristaux de glace électrifiés sont la cause de votre orage moyen, mais jusqu'à tout récemment, la science exacte derrière la foudre volcanique restait un mystère. Puis, en 2016, deux études publiées séparément dans Geophysical Research Letters ont présenté des explications prometteuses pour le phénomène singulier.
Comme Becky Oskin note pour Live Science, un rapport portait sur des séquences vidéo, des infrasons et des analyses électromagnétiques relatives au volcan japonais Sakurajima. Les données combinées suggèrent que l'électricité statique générée par le frottement de particules dans d'épais nuages de cendres est responsable de la foudre volcanique. La deuxième étude, également dirigée par Van Eaton, portait sur l'éruption du volcan Calbuco en avril 2015 au Chili. Il est intéressant de noter que l’équipe a relevé de nombreuses similitudes entre la foudre volcanique et la foudre d’orage; En dépit de la nature apparemment contradictoire d'un volcan glacé, Van Eaton et ses collègues ont découvert que des nuages de cendres plus minces remplis de vapeur d'eau produisaient de la glace qui provoquait la foudre à la manière d'un nuage d'orage.
En conjonction avec les dernières découvertes, les études de 2016 offrent de nombreuses preuves de l'importance de la foudre dans le suivi de l'activité volcanique. Mais comme le dit Rebecca Williams, volcanologue à l’Université de Hull, qui n’a pas participé à l’étude, nous interrogeons Wei-Haas de National Geographic, notamment sur la capacité du réseau de capteurs de WWLLN à faire la distinction entre la foudre et les éclairs volcaniques.
«Il reste du travail à faire pour bien distinguer les deux types, mais le potentiel est énorme», déclare Hull.
Van Eaton fait écho à ce sentiment et dit à Wei-Haas que des recherches supplémentaires doivent être menées avant que la méthode ne soit adoptée pour un usage courant.
«Ce que nous avons vraiment dans ce document, ce sont des observations juteuses», conclut Van Eaton. «J'espère que cela déclenchera beaucoup de travail de modélisation intéressant, ainsi que des personnes capables de prendre ces observations et de les amener au prochain niveau.»
