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First In Situ Observations of Gaseous VolcanicPlume Electrification

Il y a pas mal d'effervescence actuellement autour du volcan Taal au Philippines, incluant les magnifiques images du panache de fumée avec des éclairs dedans.

Il semblerait qu'une part importante de ces éclairs volcaniques soit d'origine radioactive.

Dans un orage normal, les petits cristaux de glace s'entrechoquent avec les plus gros cristaux. En raison de la nature asymétrique des chocs, les gros blocs sont plus de nature à récupérer un électron d'une des petits cristaux. Les gros blocs se chargent donc négativement et les petits, positivement.
Or, les petits cristaux montent grâce aux courants d'air ascendants, alors que les gros grêlons tombent par gravité.
Résultat, le sommet d'un cumulonimbus (nuage d'orage) se charge positivement et la base négativement. Il se forme un condensateur géant et forcément, à un moment, ça finit par péter et on obtient un éclair, dont la tension électrique s'évalue au delà du milliard de volt.
Ici, c'est la friction entre les cristaux de glace et des gouttes d'eau qui provoque l’électrification du nuage. On parle alors de triboélectricité (électricité obtenue par friction).

Dans un nuage de centres volcanique, on note que les éclairs sont plus faibles, plus nombreux et plus rapides. La triboélectricité ne peut pas expliquer ça tout seul (ni en incluant la fractoélectricité, obtenue par cassure des roches et cristaux rocheux).

Dans ce papier, ils émettent l'idée qu'une bonne partie de la charge présente dans le nuage soit le résultat de l'ionisation de l'air par le radon, un gaz radioactif naturellement produit dans le sol par décroissance radioactive de l'uranium et du thorium du sol. Les éruptions volcaniques sont connus pour émettre de grande quantité de radon gazeux.

Ils ont envoyé des ballons sondes dans les panaches de fumée avec des capteurs de charge électrique pour mesurer. D'une, la quantité de charge (par unité de volume) dans les gaz volcaniques est environ 20 fois plus importante que dans un nuage d'orage classique, et ensuite, les charges sont présentes même dans les nuages sans cendres (justes les fumerolles et dégazages volcaniques), excluant donc l'idée d'une électrification purement triboélectrique.

Les taux de radon semblent concorder avec les taux de charges libres dans les gaz volcaniques, considérant son potentiel ionisant sur l'air. Il semble donc que cette piste puisse expliquer l'origine d'une partie des charges nécessaires (jusque là pas expliquées) pour un orage volcanique.

(Reste ensuite à expliquer pourquoi les charges se séparent de façon à produire des différences de potentiel si grands, mais il est possible que l'effet triboélectrique prenne le relai une fois l'air ionisé, à savoir une électrification des poussières qui sont ensuite séparés par masse/taille simplement par gravité).

En tout cas c'est incroyablement intéressant !

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