Les éclairs verts observés grâce aux volcans

La foudre est un phénomène courant (ahah) sur Terre qui apparait dans des conditions atmosphériques particulières, essentiellement regroupées au moment des orages. Il faut pour cela des courants ascendants violents qui vont permettre, à l'intérieur des masses nuageuses, d'arracher des éléctrons de certains atomes lors de chocs entre particules (gouttes d'eau, cristaux de glace, particules de grêle etc. Ceci a pour conséquence de créer au sein du nuage d'orage (le Cumulonimbus) une organisation particulière des charges éléctriques, généralement positive en haut du nuage, et négative en bas.

Organisation très simplifiée des charges électriques dans un nuage d'orage classique. Image : Chasseurs d'orage.

Les charges positives sont transportées par les particules légères vers le sommet du nuage grâce à des courants ascendants violents qui se localisent à l'intérieur du nuage. Ces courants de charge positive sont appelés Streamers.

Or, les charges positives et négatives, coincées à chaque extrémité du Cumulonimbus ont tendance à vouloir se rejoindre mais ils sont bloqués par l'air qui sert d'isolant électrique. Mais ce dernier à une résistance limite et lorsque les charges exercent une trop grande contrainte (appelée différence de potentiel), l'air s'ionise : les atomes qui le constituent perdent ou gagnent des électrons. Ceci libère une immense quantité d'energie:

- sous forme de chaleur

- sous forme de lumière (l'éclair)

- sous forme de son (le tonnerre)

Les éclairs sont de plusieurs sortes: intra-nuage, extra-nuage, inter-nuage, coup de foudre ascendant, coup de foudre descendant.

Parmis ceux-ci les éclairs intra-nuages sont nombreux et, généralement, on ne voit qu'une lueure claire, plus ou moins intense dans la masse nuageuse lorsqu'ils se produisent. Dit autrement: on ne voit pas grand chose de ce qui se passe à l'intérieur du nuage au moment où se déroule ce type d'éclair.

Un éclair intra-nuage. Image: Fabrice Digonnet/Culture Volcan

Mais Arthur Few, spécialiste de l'atmosphère qui a depuis quelques temps polarisé son intérêt sur les décharges électriques d'origine volcanique à l'Université de Rice, a pu observer un phénomène nouveau qui éclaire un peu cette question.

En analysant de photos prises lors de l'éruption paroxysmale du Chaiten (Chili) en 2008, il a  constaté que certains éclairs extra-panache pris en photo étaient d'une couleur verte encore jamais observée sur les images de foudre. Pour lui c'est un phénomène fréquent lorsqu'un éclair se forme cependant, dans un orage classique, ces flashs verts se produisent à l'intérieur du nuage, dans les courants ascendants qui transportent les charge positives. De fait ils sont invisibles lors d'un orage normal.

Eclaire vert (à droite) dans le panache de cendres du Chaiten, en 2008. Image : Carlos Gutierrez

Mais un panache de cendres ne présente pas la même répartition de charges électriques qu'un nuage classique. Les charges positives en particulier, se regroupent à la surface du panache de cendres ce qui rend visible ces éclairs.

La couleur verte, quand à elle, provient du fait que c'est l'oxygène qui s'ionise sous l'effet de la décharge électrique. Cette teinte verte est la même que celle que l'on peut voir lors des aurores boréales ou australes, la différence étant que dans ce cas ce sont les particules solaires qui percutent à très haute vitesse les atomes d'oxygène et leur arrache des électrons.

Sources : Livescience; chasseur-orage.com