Des scientifiques percent le mystère de la formation de la foudre à partir des nuages

Plus de 270 ans après la découverte par Benjamin Franklin du lien entre la foudre et l'électricité, le plus grand mystère de la formation de la foudre à partir des nuages ​​d'orage a enfin été résolu.

La foudre pourrait ne pas provenir de ce que l'on croyait auparavant - Photo : IA

Une découverte révolutionnaire en physique atmosphérique suggère que la foudre ne résulte pas simplement d'orages ordinaires. En réalité, une puissante réaction en chaîne, comparable à un effet de flipper, serait à l'œuvre dans l'atmosphère et pourrait être la clé de son déclenchement.

Bien que la foudre soit un phénomène familier, capable de chauffer l'air jusqu'à 27 000 degrés Celsius, soit cinq fois la température de la surface du Soleil, les scientifiques n'ont pas encore pleinement compris son processus de déclenchement à l'intérieur des nuages.

Dans une nouvelle publication de l'American Geophysical Union , une équipe de recherche internationale dirigée par le professeur Victor Pasko et le doctorant Zaid Pervez (Penn State University, États-Unis) a fourni pour la première fois une explication précise et quantitative de ce phénomène.

« Notre découverte apporte la première explication claire et mesurable de la façon dont la foudre se forme dans la nature », a déclaré Pasko. « Elle relie des éléments allant des rayons X et des champs électriques à la physique des "avalanches d'électrons". »

D'après l'équipe de recherche, le processus d'amorçage de la foudre s'apparente à un flipper invisible à l'intérieur d'un nuage d'orage. Plus précisément, les champs électriques extrêmement puissants présents dans le nuage d'orage accélèrent les électrons libres, les amenant à entrer en collision violemment avec des molécules de gaz comme l'azote et l'oxygène.

Ces collisions produisent des rayons X et des photons de haute énergie, qui sont les constituants fondamentaux de la lumière. Ces photons libèrent ensuite de nouveaux électrons par effet photoélectrique, créant une réaction en chaîne appelée « avalanche d'électrons relativistes ».

Lorsque ce processus atteint un certain niveau, la foudre se forme.

Ne se contentant pas d'expliquer la foudre ordinaire, l'équipe de recherche a également approfondi la compréhension d'un phénomène plus insaisissable : la « foudre noire » ou éclair gamma terrestre.

Ce sont des sursauts de rayons X à haute énergie, mais ils ne sont accompagnés ni de lumière ni d'ondes radio, ce qui les rend presque « invisibles » à l'œil nu et aux radars météorologiques.

S’appuyant sur des simulations physiques détaillées, l’équipe suggère que, dans des conditions optimales, les rayons X de haute énergie produits par les avalanches d’électrons peuvent continuer à créer de nouveaux électrons par effet photoélectrique dans l’air. Ce processus se déroule très rapidement, engendrant une puissante réaction en chaîne auto-amplificatrice, sans toutefois émettre de lumière visible ni de signal radio distinct.

Ceci explique un phénomène qui a intrigué les scientifiques pendant des années : pourquoi certaines régions nuageuses, même si elles paraissent très sombres et calmes, peuvent produire des rayons gamma de haute énergie.

Cette découverte résout non seulement l'un des plus anciens mystères de la météorologie, mais ouvre également la voie à d'importantes applications : des alertes foudre plus précises à l'avenir, une meilleure compréhension de l'impact de la foudre sur les avions et les satellites, et de nouvelles améliorations des modèles de prévision des phénomènes météorologiques extrêmes face au changement climatique.

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MINH HAI

Source : https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-giai-ma-bi-an-set-hinh-thanh-tu-may-20250730165942529.htm