Les scientifiques décryptent le mystère de la formation d'éclairs à partir des nuages

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

La foudre pourrait ne pas provenir de ce que nous pensions autrefois - Photo : AI

Une découverte révolutionnaire en physique atmosphérique suggère que la foudre n'est pas simplement le résultat d'orages ordinaires. Au contraire, une puissante réaction en chaîne, semblable à un effet « flipper », pourrait être à l'œuvre dans l'atmosphère, ce qui pourrait être la clé du déclenchement de la foudre.

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 entièrement compris son processus d'initiation à partir 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, USA) a pour la première fois fourni une explication précise et quantitative de ce phénomène.

« Notre découverte fournit la première explication claire et mesurable de la formation de la foudre dans la nature », a déclaré Pasko. « Elle relie des éléments tels que les rayons X et les champs électriques à la physique des avalanches d'électrons. »

Selon l'équipe de recherche, le processus d'initiation de la foudre s'apparente à un flipper invisible à l'intérieur d'un nuage orageux. Plus précisément, les champs électriques extrêmement puissants du nuage orageux accélèrent les électrons libres, provoquant de violentes collisions avec des molécules de gaz comme l'azote et l'oxygène.

Ces collisions produisent des rayons X et des photons de haute énergie, composants 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 s'arrêtant pas à l'explication de la foudre ordinaire, l'équipe de recherche a également élargi la compréhension d'un phénomène plus insaisissable : la « foudre noire » ou flash gamma terrestre.

Il s’agit d’éclats de rayons X à haute énergie, mais ils ne sont pas accompagnés de lumière ou d’ondes radio, ce qui les rend presque « invisibles » à l’œil nu et au radar météorologique.

S'appuyant sur des simulations physiques détaillées, l'équipe suggère que, dans des conditions favorables, les rayons X de haute énergie produits par les avalanches d'électrons peuvent continuer à créer de nouveaux électrons grâce à l'effet photoélectrique de l'air. Ce processus se produit très rapidement, formant une puissante réaction en chaîne auto-amplificatrice, mais n'émet pas de lumière visible ni de signal radio distinct.

Cela explique un phénomène qui intrigue les scientifiques depuis 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 des applications importantes : des alertes de 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 météorologique extrême face au changement climatique.

Retour au sujet

MINH HAI

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