200 000 éclairs – L’éruption de Hongga aux Tonga a produit l’éclair le plus puissant jamais enregistré

L’éruption produit 2 600 éclairs par minute à intensité maximale. Les scientifiques utilisent la foudre pour voir dans le nuage de cendres et découvrir de nouveaux détails sur la chronologie de l’éruption.

• L’éruption du 15 janvier a duré au moins 11 heures, plusieurs heures de plus que ce qui était connu auparavant
• Les panaches de foudre produisent des éclairs de la plus haute altitude jamais mesurée, de 20 à 30 kilomètres (12 à 19 milles) au-dessus du niveau de la mer.
• Une gigantesque “vague” d’éclairs a traversé le panache volcanique
• Les données sur la foudre révèlent une phase d’éruption jusque-là inconnue et informent la future surveillance des risques volcaniques

L’éruption du volcan Hongga aux Tonga le 15 janvier 2022 continue de battre des records. Selon une nouvelle étude, les éruptions volcaniques créent des orages “suralimentés” qui produisent les éclairs les plus puissants jamais enregistrés. Les chercheurs ont découvert qu’il y avait environ 200 000 éclairs tout au long de l’éruption, avec un pic de plus de 2 600 chaque minute.

Lorsqu’un volcan sous-marin entre en éruption dans l’océan Pacifique Sud, il produit une colonne de cendres, d’eau et de gaz volcanique d’au moins 58 kilomètres (36 miles) de haut. Le panache imposant fournit aux scientifiques des informations utiles sur la taille de l’éruption, mais il obscurcit également l’évent des vues satellites, ce qui rend difficile le suivi des changements dans une éruption au fur et à mesure de sa progression.

Fait référence aux cadres avec un éclair détecté optiquement. Au moins quatre épisodes de foudre distincts se sont produits de 04h16 à 05h51, suivis d’un dernier épisode de 08h38 à 48h48. Le spin initial et le plus important (visible dans les quatre premières images) est centré sur le bord d’attaque de l’onde gravitationnelle dans le nuage supérieur de la canopée. Les cercles roses représentent la foudre en anneau dans deux images et indiquent un taux d’expansion (en moyenne) de plus de 60 ms -1. Le mouvement de la canopée supérieure vers l’ouest a commencé à révéler des nuages ​​bas à 05h37. Un polygone en pointillé blanc marque l’emplacement de l’éclair, indiquant son mouvement vers l’ouest avec les nuages ​​de la canopée stratosphérique. Les îles locales sont entourées de noir. Crédit : Van Eaton et al. (2023), Lettre de recherche géophysique, doi : 10.1029/2022GL102341

Les données de foudre haute résolution provenant de quatre sources distinctes – jamais utilisées ensemble auparavant – permettent désormais aux scientifiques de scruter l’intérieur de cette goutte, de découvrir de nouvelles phases dans le cycle de vie de l’éruption et de mieux comprendre le temps étrange qu’elle provoque.

“Cette éruption volcanique a créé des orages comme nous n’en avions jamais vus auparavant”, a déclaré Alexa Van Eaton, une volcanologue de l’USGS qui a dirigé l’étude. “Ces découvertes démontrent les nouveaux outils dont nous disposons pour surveiller les volcans à la vitesse de la lumière et contribuent au rôle de l’USGS dans la communication des alertes de cendres aux avions.” L’étude a été publiée dansLettre de recherche en géophysique

qui publie des mémoires à fort impact avec des implications immédiates dans toutes les sciences de la Terre et de l’espace.

Van Eaton a déclaré que les tempêtes se sont développées en raison de l’éjection très active de magma se produisant dans l’océan peu profond. La roche en fusion vaporise l’eau de mer, qui monte dans la colonne vertébrale et finit par former une collision électrique entre les cendres volcaniques, l’eau surfondue et la grêle. L’orage parfait.

Plus de 200 000 éclairs, représentés par des points bleus, se sont produits lors d’une éruption sur le volcan Hongga aux Tonga le 15 janvier 2022. Une nouvelle analyse de l’intensité de l’éclair de l’éruption révèle que la tempête volcanique a été la plus intense jamais enregistrée et fournit de nouvelles informations. aperçu de l’évolution des éruptions. Crédit : Van Eaton et al. (2023), Lettre de recherche géophysique, doi : 10.1029/2022GL102341

En combinant les données de capteurs qui mesurent la lumière et les ondes radio, les scientifiques suivent les éclairs et estiment leur hauteur. L’éruption a généré plus de 192 000 flashs (constitués d’environ 500 000 impulsions électriques), avec un pic de 2 615 flashs par minute. Certains de ces éclairs atteignent des hauteurs sans précédent dans l’atmosphère terrestre, allant de 20 à 30 kilomètres (12 à 19 miles).

“Avec ces éruptions volcaniques, nous avons découvert que les sursauts peuvent créer des conditions de foudre qui sont loin des orages dans l’atmosphère que nous avons observés auparavant”, a déclaré Van Eaton. “Il s’avère que les éruptions volcaniques peuvent créer des éclairs plus puissants que tout autre type de tempête sur Terre.”

La foudre donne un aperçu non seulement de la durée d’une éruption, mais aussi de son comportement dans le temps.

“L’éruption a duré beaucoup plus longtemps que l’heure ou les deux initialement observées”, a déclaré Van Eaton. L’activité du 15 janvier a produit une goutte pendant au moins 11 heures. Ce n’était vraiment qu’un aperçu rapide des données que nous pouvions extraire.

Les chercheurs ont examiné quatre phases distinctes de l’activité volcanique, déterminées par la hauteur du panache et la vitesse de la foudre à mesure qu’elle augmente et diminue. Van Eaton a déclaré que les informations tirées de la liaison de l’intensité de la foudre à l’activité volcanique pourraient fournir une meilleure surveillance et des prévisions en temps réel des dangers liés à l’aviation lors d’éruptions volcaniques majeures, y compris le développement et le mouvement des nuages ​​​​de cendres. Obtenir des informations fiables sur les éruptions volcaniques au début d’une éruption est un défi majeur, en particulier pour les volcans sous-marins plus éloignés. L’utilisation de toute la surveillance à distance disponible, y compris la foudre, améliore la détection précoce pour garder les avions et les personnes hors de danger.

“Ce n’est pas seulement l’intensité de la foudre qui nous attire”, a déclaré Van Eaton. Lui et ses camarades sont déconcertés par les anneaux de foudre concentriques du volcan, qui se dilatent et se contractent avec le temps. « La taille de cet anneau de foudre nous a surpris. Nous n’avons jamais rien vu de tel auparavant, et rien ne se compare aux tempêtes météorologiques. Des anneaux de foudre uniques ont été observés, mais pas multiples, et la comparaison est faible.

Les turbulences à haute altitude sont à nouveau aux commandes. Le panache a pompé tellement de masse dans la haute atmosphère qu’il a envoyé des ondulations dans le nuage volcanique, comme la chute d’un caillou dans un étang. La foudre semble “explorer” cette onde et se déplacer vers l’extérieur dans un anneau de 250 kilomètres de large.

Comme si tout cela ne suffisait pas à rendre cette éruption extraordinaire, il s’agit d’une force de volcanisme connue sous le nom de phréatoplinien, qui se produit lorsque de grandes quantités de magma explosent à travers l’eau. Auparavant, ce style éruptif n’était connu que des archives géologiques et n’avait jamais été observé avec des instruments modernes. L’éruption du Heng a changé tout cela.

“C’était comme sortir un dinosaure et le voir marcher à quatre pattes”, a déclaré Van Eaton. “Plutôt coupé le souffle.” Référence : “Lightning Circles and Gravity Waves : Insights into the Giant Eruptive Plume of the Hongga Tonga Volcano on January 15, 2022” par Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre et Sonya A. Christopher Bedka et Konstantin Khlopenkov, 20 juin 2023, disponible ici.Lettre de recherche en géophysique
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