Une éruption volcanique miniature reproduite en laboratoire révèle pourquoi les volcans attirent les orages.
Peu de phénomènes naturels sont aussi impressionnants et impressionnants qu'un orage ou une éruption volcanique. Leur rencontre produit un spectacle lumineux spectaculaire. Mais pourquoi les éruptions volcaniques génèrent-elles des éclairs ?
Pour élucider ce mystère, Corrado Cimarelli, chercheur à l'Université Ludwig Maximilian de Munich, a simulé une éruption dans un tube à choc. Cet instrument permet d'étudier les explosions par décompression rapide et intense, projetant puissamment les cendres volcaniques vers le haut. Grâce à des enregistrements haute vitesse, il a capturé les éclairs produits, démontrant que des particules chargées dans les cendres provoquent des décharges électriques. Plus les particules fines sont émises, plus les éclairs sont intenses et fréquents. (ks)
Orage volcanique lors de l'éruption du volcan Sakurajima au Japon. (Photo : Image Globe)
Expérimenter avec les volcans : comment ça fonctionne ?
Que se passe-t-il dans ce volcan miniature, analogue aux volcans réels ? "Au fond d'un cylindre en acier se trouve un petit four chauffant une pierre de lave à 1 300 °C", explique Corrado Cimarelli. "Le matériau subit une pression énorme – jusqu'à 500 bars, soit 500 fois la pression atmosphérique.
La roche de lave est confinée dans un petit tube transparent scellé par une plaque de cuivre. Lorsque la pression du mélange magma-gaz (le magma absorbe beaucoup de gaz en chauffant) devient critique, la plaque cède, entraînant une chute brutale de pression. Le magma est alors éjecté avec une force immense : l'éruption. En variant l'épaisseur des plaques, nous mesurons précisément la force de l'éruption et la relions à la composition chimique et physique de la roche volcanique."
Le collègue de Cimarelli, Donald Dingwell, précise : "Nous relions le moment de l'éruption (le 'bang') et sa force (épaisseur de la plaque) à la composition et à la fragmentation de la lave. Ces données permettent aux théoriciens d'affiner leurs modèles pour des volcans ou éruptions spécifiques." – Senne Starck
Le numéro de janvier d'Eos (2013) détaille le laboratoire volcanique de Corrado Cimarelli. Téléchargez l'article PDF ici.
