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L’impact surprenant de la foudre sur la couche d’ozone

Crédits : Wikimedia Commons.

La foudre aurait un impact plus important sur l’atmosphère qu’estimé jusqu’à présent. En effet, une équipe de chercheurs a récemment montré que la foudre avait une influence localisée mais néanmoins notable sur la couche d’ozone. Les résultats sont présentés dans le Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

On sait que la foudre affecte la chimie atmosphérique, et tout particulièrement en ce qui concerne les oxydes d’azote (NOx). En effet, l’air porté à de très hautes températures dans le canal de l’éclair (environ 30 000 °C) est sujet à des réactions chimiques d’oxydation.

Comment la foudre influence-t-elle la couche d’ozone ?

Or, selon de récents travaux dirigés par l’Université du Colorado à Boulder (États-Unis), les décharges électriques des nuages d’orage modulent également la couche d’ozone, bouclier qui nous protège des rayons ultraviolets nocifs émis par le soleil. Le mécanisme ne dépend toutefois pas de l’élévation thermique brutale du canal de foudre mais de la précipitation d’électrons que cette dernière induit (abrégée par LEP pour l’acronyme anglais Lightning-induced Electron Precipitation).

Plus précisément, chaque fois qu’un éclair frappe, une onde électromagnétique se propage depuis le canal de plasma jusqu’aux plus hautes couches de l’atmosphère. Arrivée à ces lointains horizons, aux frontières avec l’espace, elle provoque la précipitation des électrons jusqu’alors piégés dans les ceintures de radiations de la Terre. Dans leur étude, les auteurs ont étudié les retombées associées à trois tempêtes différentes survenues au cours de la dernière décennie, dont l’exceptionnel ouragan Patricia en octobre 2015.

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Crédits : Unwetter-Freaks / Pixabay.

Ce faisant, les chercheurs ont découvert que les LEPs avaient temporairement provoqué une perte d’ozone stratosphérique allant jusqu’à 5 % au-dessus des systèmes en question. Consécutives à des réactions complexes impliquant des oxydes d’hydrogène et d’azote formés en mésosphère, les pertes restent cependant temporaires. Celles observées dans le cadre de l’étude n’ont par exemple persisté qu’une dizaine d’heures.

Un effet cumulatif qui reste à élucider

Si, pris isolément, un éclair a de toute évidence un impact mineur, l’influence des innombrables décharges qui surviennent chaque jour sur Terre reste une question ouverte. « Il y a environ 1 800 orages actifs dans le monde à chaque instant, générant environ 50 éclairs par seconde », note Robert Marshall, coauteur du papier. « L’augmentation des oxydes d’azote peut durer 24 heures ou plus, et ces gaz descendront lentement en altitude où ils peuvent détruire l’ozone stratosphérique ».

Mais que l’on se rassure, l’Homme vit avec la foudre depuis très longtemps et personne ne s’attend à ce que les pertes induites s’étendent loin des orages ni ne menacent la bonne santé de notre bouclier protecteur. La découverte jette toutefois un regard nouveau sur le rôle des éclairs dans la chimie de notre atmosphère et son couplage étroit avec les plus hautes couches de la fine enveloppe gazeuse qui entoure notre planète. Des propriétés qui ont de quoi fasciner les amoureux des tensions propres aux ciels orageux.