Une éruption volcanique miniature dans le laboratoire explique pourquoi les volcans attirent les orages.
Peu de phénomènes naturels sont aussi impressionnants et effrayants en même temps qu'un orage ou une éruption volcanique. Lorsque les deux phénomènes se rencontrent, cela produit un magnifique spectacle lumineux. Mais pourquoi une éruption volcanique attire-t-elle les orages ?
Pour le savoir, le chercheur Corrado Cimarelli de l'Université Ludwig Maximilian de Munich a simulé une éruption volcanique en laboratoire. Il l'a fait dans un soi-disant tube à choc, un instrument avec lequel les explosions peuvent être simulées et étudiées. Une décompression rapide et intense fait exploser les cendres volcaniques dans un tel tube très puissamment vers le haut. Une éruption volcanique miniature. Avec des enregistrements à grande vitesse, Cimarelli a pris des photos des éclairs qui se produisent lors d'une telle explosion. Il a ainsi découvert que des particules chargées dans les cendres provoquent une décharge électrique, ce qui explique la foudre. Plus les particules fines sont émises, plus les éclairs sont brillants et fréquents. (ks)
Orage volcanique lors d'une éruption du volcan Sakurajima au Japon. (Photo :Image Globe)
Jouer avec les volcans :comment ça marche ?
Que se passe-t-il exactement dans un tel volcan miniature – et par extension dans un vrai volcan ? "Au fond d'un cylindre en acier se trouve un petit four qui peut chauffer une pierre de lave à 1300 degrés Celsius", explique Corrado Cimarelli du laboratoire de Munich. 'En même temps, le matériau est soumis à une pression énorme dans un récipient sous pression - jusqu'à cinq cents bars, soit environ cinq cents fois la pression atmosphérique.
La roche de lave est contenue à l'intérieur du grand cylindre en acier dans un petit tube transparent fermé par une image en cuivre. A un certain moment, la pression du mélange magma-gaz (car le magma absorbe beaucoup de gaz lors du chauffage) devient si importante que la plaque de cuivre s'effondre, provoquant une chute brutale de pression et le magma est propulsé vers le haut avec une force énorme :l'éruption proprement dite. En répétant les expériences pour des plaques de cuivre d'épaisseurs différentes, on peut mesurer exactement avec quelle force le magma jaillit, et donc la puissance de l'éruption. Nous relions ensuite ces informations aux conditions initiales, à savoir la composition chimique et physique de la roche volcanique.'
Le collègue de Cimarelli, Donals Dingwell, ajoute :« Pour nous, cela revient à lier le moment de l'éruption (le bang) et sa force (l'épaisseur de la plaque de cuivre) à une certaine composition ou fragmentation de la roche de lave. Avec ces informations, les théoriciens peuvent ensuite affiner leurs modèles pour un type particulier de volcan ou d'éruption." - Senne Starck
Le numéro de janvier d'Eos (2013) comportait un article détaillé sur le laboratoire des volcans de Corrado Cimarelli. Vous pouvez télécharger l'article en PDF ici.
