Les orages peuvent apporter bien plus que de la pluie et de la morosité. Les mêmes forces qui provoquent le tonnerre et les éclairs font également scintiller la cime des arbres à la lumière ultraviolette, comme une cime de sapin de Noël invisible à l’œil humain.
Depuis près d'un siècle, les scientifiques étudient un phénomène appelé feu de Saint-Elme, dans lequel des décharges électriques provoquent une lueur bleutée provenant d'objets pointus tels que les mâts de navires lors d'orages. Plus récemment, des chercheurs se sont demandés si les orages pourraient provoquer de faibles décharges électriques depuis la cime des arbres. Ces rejets ont été détectés en laboratoire, et désormais, ils ont été repérés dans la nature.
Les pointes des arbres sauvages émettent une charge électrique ainsi qu'une lueur bleue et ultraviolette en réponse à une charge opposée dans l'atmosphère lors d'un orage, rapportent des scientifiques dans le 28 février. Lettres de recherche géophysique.
La question de savoir si ces décharges pourraient se former à la cime des arbres a été soulevée il y a quelques années lors d'un déjeuner, explique Patrick McFarland, météorologue à Penn State. Le conseiller de McFarland, William Brune, « s'est en quelque sorte penché en arrière de la table de pique-nique où nous étions assis, et il a levé les yeux vers le sommet de l'arbre juste au-dessus de nous, et a en quelque sorte postulé, vous savez, 'Hmm, je me demande si ces arbres brillent sous les orages' », dit McFarland.
« Cet après-midi-là, nous avons attrapé une branche d'un arbre, nous l'avons apportée dans notre laboratoire, nous avons posé une plaque haute tension dessus », explique McFarland. L'équipe a placé la plaque haute tension au-dessus de la branche, créant une charge négative dans l'air qui l'entoure, et a fixé la branche à une plaque électrique chargée positivement pour simuler le sol. « Et bien sûr, nous l'avons vu briller. »
La lueur, qui faisait partie d’une décharge électrique appelée couronne, était à peine visible, émettant une lumière bleue pâle ainsi qu’une lumière UV invisible. La détection de cela en laboratoire a rendu les chercheurs encore plus curieux, dit McFarland : « Voyons-nous également ces lueurs sous les orages ?
Pour répondre à cette question, le groupe a équipé une camionnette Toyota Sienna 2013 de tous les instruments dont ils auraient besoin pour détecter un orage, ainsi que d'une caméra capable de détecter la lumière UV distincte émise par une couronne. À l’été 2024, il était temps de prendre la route.
«Nous avons construit cette camionnette et nous l'avons conduite en Floride pendant environ un mois», explique McFarland. La Floride connaît le plus grand nombre d'orages aux États-Unis en raison des brises marines venant de l'océan Atlantique et du golfe du Mexique. « Il y a des orages presque tous les jours. »
Même si les orages étaient fréquents, trouver une tempête n'était qu'un facteur parmi d'autres lors de la recherche des couronnes, explique McFarland. « Ensuite, vous devez trouver un lieu public à installer avec des arbres qui semblent relativement grands. Et puis vous devez tout installer et, vous savez, allumer l'instrument et le pointer vers l'arbre. C'est donc vraiment, vraiment difficile. «
Un heureux hasard les a conduits à leur meilleur orage. « Cette tempête en Caroline du Nord s'est formée par hasard alors que nous rentrions en Pennsylvanie », explique McFarland. L'équipe a trouvé un endroit dans la ville de Pembroke, dans les plaines côtières, en Caroline du Nord. Elle a installé son équipement et a enregistré une vidéo d'un gommeux et d'un pin à encens pendant 90 minutes.
Dans la vidéo, l’équipe a identifié 41 couronnes, dont aucune ne durait plus de trois secondes. Et les flashs ne restaient pas localisés à un seul endroit. Ils dansaient et s'élançaient comme des lumières scintillantes, sautant entre les feuilles et le long des branches se balançant au gré du vent.
Alors que l’étude s’est principalement concentrée sur les données collectées lors de la tempête de Caroline du Nord, l’équipe note que les couronnes sont apparues lors des orages en Floride et en Pennsylvanie et avaient la même apparence scintillante passagère. « Ces lueurs semblent être vraiment très répandues », dit McFarland. « Il se peut qu'il y ait beaucoup plus de couronnes que nous n'avons tout simplement pas la sensibilité pour voir. »
