La nuit, des éclairs inquiétants au-dessus des volcans en éruption éclairent le ciel comme un cauchemar vivant. Maintenant, les scientifiques sont plus près de comprendre les éclairs volcaniques, qui proviennent à la fois des cendres et de la glace, révèlent deux nouvelles études.

Démêler l’origine des éclairs volcaniques a été difficile. Dans les orages, les coupables sont les cristaux de glace qui s’entrechoquent et génèrent une charge électrique suffisante pour déclencher la foudre. Mais les nuages de cendres étant moins prévisibles et plus difficiles à étudier que les supercellules (orages), les scientifiques tentent toujours de comprendre ce qui déclenche la foudre volcanique. Par exemple, il semble absurde d’accuser la glace d’être responsable de la foudre dans un brasier volcanique.

Deux nouvelles études révèlent différentes raisons pour la foudre au-dessus des volcans en éruption. L’une des causes est l’électricité statique, provenant des particules qui se frottent entre elles dans les nuages de cendres denses près du sol. L’autre source de foudre se produit près de la stratosphère, très haut au-dessus de la surface de la Terre, où des cristaux de glace qui se bousculent déclenchent de puissantes secousses.

Au volcan Sakurajima au Japon, les particules de cendres sont responsables des éclairs qui frappent près du sol, ont rapporté des chercheurs dirigés par Corrado Cimarelli, volcanologue à l’Université Ludwig Maximilian de Munich, en Allemagne, le 23 février dans la revue Geophysical Research Letters. Pour cette étude, les scientifiques ont enregistré des vidéos d’éclairs volcaniques au Sakurajima, l’un des volcans les plus actifs du monde. En comparant la vidéo à des données infrasonores et électromagnétiques, les chercheurs ont découvert que les épais nuages de cendres produisent de l’électricité statique. Les particules se frottent les unes aux autres et l’accumulation de charges qui en résulte génère des éclairs. (C’est ce qu’on appelle la triboélectricité.)

La glace joue également un rôle dans les éclairs volcaniques, selon une étude distincte. Les chercheurs ont suivi l’emplacement des éclairs pendant une éruption d’avril 2015 du volcan Calbuco au Chili. Dans ce cas, les éclairs se sont brisés à environ 100 km de l’éruption et à des hauteurs quasi stratosphériques d’environ 20 km au-dessus de la surface de la Terre. Les scientifiques pensent que de la glace s’est formée au sommet du nuage de cendres qui s’amincissait – et qui transportait également de la vapeur d’eau – produisant des éclairs comme le fait un nuage d’orage. L’étude a été publiée le 12 avril dans Geophysical Research Letters.

Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour la surveillance des volcans. Parce que les éruptions plus importantes déclenchent plus d’éclairs, « le simple fait de voir que la foudre est associée à une éruption vous indique qu’il y a des problèmes potentiels d’aviation », a déclaré Alexa Van Eaton, auteur principal de l’étude Calbuco et volcanologue à l’U.S. Lors de l’éruption du volcan Pavlof en Alaska en mars dernier, Mme Van Eaton et ses collègues ont utilisé le réseau World Wide Lightning Location pour surveiller le nuage de cendres du volcan, a-t-elle expliqué. Les cendres du Pavlof et d’autres volcans du sud-ouest de l’Alaska peuvent dériver sur les trajectoires de vol internationales et locales.

Van Eaton espère finalement utiliser les éclairs pour mesurer à distance la puissance des éruptions volcaniques. « La foudre nous dit des choses que les autres techniques de surveillance géophysique ne peuvent pas voir », a déclaré van Eaton à Live Science. Les éruptions les plus importantes déclenchent davantage d’éclairs, a expliqué M. van Eaton. « Le simple fait de voir que la foudre est associée à une éruption vous indique qu’il y a des problèmes potentiels d’aviation, et cela informe la façon dont vous répondez à un volcan », a-t-elle ajouté.

Les deux études rapprochent également les scientifiques de la résolution du mystère de l’éclairage volcanique. « C’est surprenant qu’il y ait vraiment différents processus à l’intérieur d’un système de panache d’éruption volcanique qui génèrent l’électrification », a déclaré van Eaton. « Cela ouvre un monde de questions dont nous ne connaissions même pas l’existence. »

Suivez-nous @livescience, Facebook & Google+. Article original sur Live Science.

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