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

L’éruption a produit 2 600 éclairs par minute à intensité maximale. Les scientifiques ont utilisé la foudre pour regarder dans le nuage de cendres et ont extrait de nouveaux détails pour 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
• Le panache de foudre a produit les éclairs d’altitude les plus élevés jamais mesurés, de 20 à 30 kilomètres (12 à 19 milles) au-dessus du niveau de la mer.
• Des « vagues » de foudre géantes ondulent sur un panache volcanique
• Les données sur la foudre révèlent des phases jusque-là inconnues d’une éruption et éclairent la surveillance future des risques volcaniques

L’éruption du volcan Hongga aux Tonga le 15 janvier 2022 continue de battre des records. Selon une nouvelle étude, l’éruption volcanique a créé un orage « suralimenté » qui a produit l’éclair le plus puissant jamais enregistré. Les chercheurs ont découvert qu’il y avait environ 200 000 éclairs dans le panache tout au long de l’éruption, avec un pic de plus de 2 600 éclairs par minute.

Lorsque le volcan sous-marin est entré en éruption dans l’océan Pacifique Sud, il a généré une colonne de cendres, d’eau et de gaz volcaniques d’au moins 58 kilomètres (36 miles) de haut. Le panache imposant a donné aux scientifiques des informations utiles sur la taille de l’éruption, mais il a également obscurci l’évent de la vue satellite, ce qui rend difficile le suivi des changements dans l’éruption au fur et à mesure de sa progression.

Cartes du développement de la foudre et du panache volcanique le 15 janvier 2022, avec les heures affichées en UTC. L’échelle de gris donne les hauteurs stéréoscopiques des nuages, les points bleus montrent les éclairs détectés par les grilles de radiofréquence terrestres au cours de la minute suivante, et l’échelle violet-jaune montre la foudre détectée optiquement par le capteur GLM.

Fait référence aux cadres avec un éclair détecté optiquement. Au moins quatre épisodes de foudre distincts se produisent de 04h16 à 05h51, suivis d’un dernier épisode de 8h38 à 48h48. La boucle initiale et la plus importante (visible dans les quatre premières images) est centrée sur le bord d’attaque de l’onde gravitationnelle dans le nuage supérieur de la canopée. Les cercles roses délimitent l’anneau de foudre en deux trames et montrent un taux d’expansion (moyen) de plus de 60 ms -1. Le déplacement vers l’ouest de la canopée supérieure commence à révéler un nuage bas à 05h37. Des polygones en pointillés blancs marquent les emplacements de la foudre, montrant son mouvement vers l’ouest avec le nuage de la canopée stratosphérique. Les îles locales sont entourées de noir. Crédit : Van Eaton et al. (2023), Lettres de recherche géophysique, doi : 10.1029/2022GL102341

Des données de foudre haute résolution provenant de quatre sources distinctes – jamais utilisées ensemble auparavant – ont maintenant permis aux scientifiques de scruter ce panache, de découvrir de nouvelles phases dans le cycle de vie de l’éruption et de mieux comprendre le temps étrange qu’il a généré.

« Cette éruption volcanique a créé un orage suralimenté comme nous n’en avions jamais vu auparavant », a déclaré Alexa Van Eaton, volcanologue de l’USGS qui a dirigé l’étude. « Ces découvertes démontrent un nouvel outil dont nous disposons pour surveiller les volcans à la vitesse de la lumière et aider le rôle de l’USGS dans la communication des avertissements de danger de cendres aux avions. » L’étude a été publiée dansLettres de recherche géophysique

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

Van Eaton a déclaré que la tempête s'est développée parce qu'une expulsion très active de magma s'est produite dans l'océan peu profond. La roche en fusion a vaporisé de l'eau de mer, qui s'est élevée jusqu'à la colonne vertébrale et a finalement formé des collisions électriques entre les cendres volcaniques, l'eau surfondue et les grêlons. La parfaite tempête de foudre.
https://www.youtube.com/watch?v=G1buT1qWLNk

Plus de 200 000 éclairs, représentés par des points bleus, se sont produits au cours de l’éruption du volcan Hongga aux Tonga le 15 janvier 2022. De nouvelles analyses de l’intensité de la foudre de l’éruption ont révélé que la tempête volcanique était la plus intense jamais enregistrée et a fourni de nouvelles aperçu de l’évolution de l’éruption. Crédit : Van Eaton et al. (2023), Lettres de recherche géophysique, doi : 10.1029/2022GL102341

En intégrant des données provenant de capteurs qui mesurent la lumière et les ondes radio, les scientifiques ont suivi les éclairs et estimé leur hauteur. L’éruption a produit un peu 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 ont atteint des hauteurs sans précédent dans l’atmosphère terrestre, allant de 20 à 30 kilomètres (12 à 19 miles) de haut.

« Avec cette éruption volcanique, nous avons découvert que les panaches peuvent créer des conditions pour la foudre qui sont loin du domaine des orages atmosphériques que nous avons observés plus tôt », a déclaré Van Eaton. « Il s’avère que les éruptions volcaniques peuvent créer des éclairs plus intenses que tout autre type de tempête sur Terre. »

La foudre a fourni un aperçu non seulement de la durée de l’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 généré des panaches pendant au moins 11 heures. Ce n’est vraiment qu’en examinant les données superficielles que nous avons pu extraire. »

Les chercheurs ont observé quatre phases distinctes d’activité volcanique, déterminées par la hauteur du panache et la fréquence des éclairs au fur et à mesure qu’il augmentait et diminuait. Van Eaton a déclaré que les connaissances acquises en reliant l’intensité de la foudre à l’activité volcanique pourraient fournir une meilleure surveillance et une prévision en temps réel des dangers liés à l’aviation lors d’une grande éruption volcanique, y compris le développement et le mouvement des nuages ​​de cendres. Obtenir des informations fiables sur les panaches volcaniques au début d’une éruption est un défi majeur, en particulier pour les volcans sous-marins plus éloignés. L’exploitation de toutes les observations à longue portée disponibles, 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 a attirés », a déclaré Van Eaton. Elle et ses collègues ont été déconcertés par les anneaux de foudre concentriques du volcan, qui se dilatent et se contractent avec le temps. « La taille de ces anneaux de foudre nous a époustouflé. Nous n’avons jamais rien vu de tel auparavant, et il n’y a rien de comparable dans les orages météorologiques. Des anneaux de foudre simples ont été observés, mais ils ne sont pas doublés, et ils sont petits en comparaison.

De fortes turbulences à haute altitude étaient à nouveau responsables. Le panache a pompé tellement de masse dans la haute atmosphère qu’il a envoyé des ondulations dans le nuage volcanique, comme la chute de cailloux dans un étang. La foudre semble « surfer » sur ces vagues et se déplacer vers l’extérieur en anneaux de 250 kilomètres de large.

Comme si tout cela ne suffisait pas à rendre cette éruption impressionnante, c’est un style de volcanisme connu sous le nom de phréatoplinien, qui se produit lorsqu’un grand volume de magma traverse l’eau. Auparavant, ce style d’éruption n’était connu que par les 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 sur quatre pattes », a déclaré Van Eaton. « Un peu à vous couper le souffle. Référence : « Boucles de foudre et ondes gravitationnelles : aperçu du panache d’éruption géant du volcan Hongga des Tonga le 15 janvier 2022 » par Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre et Sonya A. Christopher Bedka et Konstantin Khlopenkov, 20 juin 2023, disponible ici.Lettres de recherche géophysique
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