Explosion au Krakatau avec éclairs intra-panaches — Décembre 2018. © 80 Jours Voyages, Sylvain Chermette
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400.000 éclairs en 6 h enregistrés lors de l'éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’Apai !

ActualitéClassé sous :Volcan , météorologie , Eruption

L'éruption du volcan tongien qui s'est produite le 15 janvier fut impressionnante pour bien des raisons. Mais les îles les plus proches du volcan étant assez éloignées du volcan, il y a finalement peu d'images qui dévoilent l'imposante colonne éruptive qui s'est élevée jusqu'à environ 35 kilomètres de haut ! Dommage, car des centaines de milliers d'éclairs se sont produits à l'intérieur de ce panache volcanique ! Comment ce phénomène se produit-il ? Pourquoi y en a-t-il eu autant lors de cette éruption ? Explications.  

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Phénomène, ô combien spectaculaire ! rajoutant une puissance à des images qui, souvent, n'en manquent pas, ces éclairs volcaniques sont pourtant encore assez mal compris. Et pour cause, l'étude du phénomène est compliquée par le phénomène volcanique en lui-même !

Ceci étant, le mécanisme semble basé sur le même principe que pour les éclairs plus classiques. Lors d'un orage, l'air chaud ascendant jusqu'à des altitudes élevées permet la formation de cristaux de glace à partir de la vapeur d'eau, des cristaux qui grossissent jusqu'à former des grains de grésil et qui, comme ils sont lourds, migrent vers la base du cumulonimbus. Cette chute du grésil, associée aux mouvements d'air au sein du nuage, engendre des chocs entre les particules : le grésil arrache des charges négatives aux cristaux de glace qui, en conséquence, deviennent chargés positivement. Ces derniers s'amassent dans la partie haute du nuage, tandis que les charges négatives se concentrent dans sa partie basse, à l'origine d'une différence de potentiel importante. Des décharges finissent alors par se créer entre les deux extrémités du nuage, ou vers le sol d'ailleurs, le violent échauffement de l'air généré lors de celles-ci étant à l'origine du phénomène lumineux : l’éclair.

Explosion du Krakatau en décembre 2018 avec éclairs intra-panaches. © 80 Jours Voyages, Sylvain Chermette

Dans un panache volcanique, la formation de particules chargées s'effectue d'au moins deux manières différentes. À proximité de la bouche éruptive d'abord, que ce soit par la friction entre les particules de cendres magmatiques ou par leur fracturation. Et plus haut en altitude, par les chocs entre le grésil, les particules de cendres et les cristaux de glace, exactement comme lors des épisodes orageux, l'eau étant abondante dans les panaches éruptifs puisque c'est le gaz volcanique principal.

Mais comment ces charges se séparent-elles ? Car dans ces colonnes éruptives, le mouvement est essentiellement ascendant du fait du flux de chaleur, et si la séparation des charges par gravité dans la partie haute de celles-ci peut générer des éclairs type « orage », ce mécanisme ne peut expliquer les nombreux éclairs qui se forment à la base des panaches volcaniques ! Certains scientifiques proposent ainsi que la turbulence engendrée par les gaz permet la formation d'amas de particules chargées positivement ou négativement... Il y a encore beaucoup à comprendre !  

Explosions au sommet du Krakatau en Indonésie, avec des éclairs intra-panaches. © 80 Jours Voyages, Sylvain Chermette

Pourquoi tant d’éclairs le 15 janvier aux Tonga ?

Le dynamisme éruptif et la puissance de l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’Apai permettent probablement d'expliquer la quantité impressionnante d'éclairs produite ce 15 janvier. En effet, le dynamisme surtseyen, qui résulte d'une bouche éruptive sous-marine sous une faible profondeur d'eau, est particulièrement explosif. Il a donc généré des particules de cendre très fines et une quantité considérable de vapeur d'eau, deux éléments qui favorisent très clairement le phénomène. De plus, la puissance de l'éruption a permis à ce panache éruptif de monter jusqu'à des altitudes très élevées, là où les températures sont très basses et où la vapeur d'eau volcanique gèle facilement. Il semble donc que cette éruption ait réuni un certain nombre de conditions favorisant la formation d'éclairs.

Éclairs dans le panache éruptif du 15 janvier du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha'Apai. © William Churchill

Avant cette éruption, le record du nombre d'éclairs volcaniques repérés par le réseau mondial de détection de la foudre de Vaisala était détenu par l'éruption du Krakatau en 2018. Quelque 340.000 éclairs avaient été produits en une semaine... Lors de l'éruption aux Tonga, 590.000 éclairs ont été comptabilisés en trois jours, dont 400.000 en seulement six heures au moment du paroxysme, le 15 janvier. 18 chaque seconde : incroyable ! 

56 % de ces éclairs ont frappé la surface, l'océan ou la terre ferme, ce qui est « plus élevé que ce que vous verriez normalement dans un orage typique, et plus élevé que ce que vous voyez généralement dans les éruptions volcaniques, ce qui crée des questions de recherche intéressantes », selon Chris Vagasky, météorologue chez Vaisala. Sur Tongatapu, l'île principale de l'archipel, 1.300 impacts de foudre ont été répertoriés lors de cet épisode, contre quelques centaines seulement par an habituellement. Avec les chutes de cendres, les vagues du tsunami et la foudre : le moment vécu par les Tongiens a dû être dantesque !

Nombreux éclairs lors du paroxysme de l'éruption du 15 janvier 2022 du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha'Apai. © Rebecca Rambar

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