Trois choses fascinantes sur la foudre
Les nuages gris assombrissent le ciel. Au loin, on peut entendre le tonnerre gronder, signe que des éclairs se sont créés. Mais bien plus se cache derrière cette manifestation météorologique.
Élément « flamboyant » de la météo estivale, il est toujours impressionnant d’observer les éclairs illuminer le ciel. Si vous saviez déjà que ceux-ci sont le résultat de la proximité de deux nuages chargés différemment ou du rapprochement entre un nuage et le sol, peut-être serez alors abasourdi d’apprendre les trois faits (chimiques) suivants.
Leur couleur : une question de chimie
Si vous aimez observer les orages de votre fenêtre, vous avez sans doute déjà remarqué la couleur bleu-violet des éclairs. Cette teinte n’est pas le fruit du hasard, mais plutôt de la chimie !
En effet, l’air contient des molécules d’oxygène et d’azote. Or, lorsque se crée un éclair et que celui-ci traverse le ciel, il ionise ces molécules au passage. C’est ainsi que ce plasma donne à l’éclair une couleur bleue tirant sur le blanc. En grandes pluies, des teintes violacées apparaissent dues à l’émission d’atomes d’hydrogène provenant des gouttes d’eau.
Photo : Andre Furtado, Pexels
Toutefois, il se peut également que l’on ait l’impression que les éclairs sont d’une teinte jaune. Règle générale, cela signifie qu’il y a beaucoup de poussières dans l’atmosphère.
Plus « qu’un jeu de lumière »
Cependant, les éclairs sont bien plus qu’un spectacle lumineux. Entre autres, ils peuvent générer de l’ozone ! Il faut savoir que l’air est composé d’environ 21 % d’oxygène diatomique, c’est-à-dire de deux atomes d’oxygène, d’approximativement 78 % d’azote et de quelques autres gaz rares.
Avec l’énergie des éclairs, les deux atomes d’oxygène (O₂) se séparent. Mais ceux-ci peuvent ensuite se regrouper en trio (O₃) pour donner de l’ozone. Pareillement, l’énergie de la foudre permet aussi de fixer l’azote gazeux, rendant celle-ci disponible aux végétaux en tant que nutriments.
Photo : Cooper Baumgartner, Unsplash
Néanmoins, le nombre de grammes d’azote fixé, soit en moyenne près de 12,2 téragrammes par an, ne correspond qu’à environ 0,07 % de la demande mondiale en engrais.
Les éclairs créateurs d’une incroyable source d’énergie
Il est connu depuis longtemps que l’éclair est une source impressionnante d’énergie électrique — en un coup de quelques microsecondes, elle produit environ 500 Térawatts de puissance versus les 0,037 Térawatt produits par Hydro-Québec. Notons tout de même qu’en matière d’énergie par an, Hydro-Québec génère 230 millions de fois plus d’énergie qu’un simple coup de foudre.
Mais la foudre ne fait pas que produire de l’électricité, de la lumière et de nouvelles molécules : elle générerait aussi de l’antimatière ! C’est ce qu’une équipe de chercheurs japonais a constaté et relayé dans un article de la revue Nature.
Il s’avère que les éclairs émettent des rayons Gamma, au-dessus des nuages. Ces rayons vont ensuite entrer en collision avec des atomes et ainsi produire des électrons (des particules de matière réelle) et des positrons (des antiparticules qui composent l’antimatière).
Il faut savoir que l’antimatière est très recherchée et étudiée par les scientifiques et bien d’autres organismes, dont la NASA. Un rêve lointain serait de stocker de l’antimatière et s’en servir comme « batterie ». C’est que lorsque l’antimatière rencontre de la matière, les deux se pulvérisent et génèrent au passage une impressionnante quantité d’énergie.
Mais pour le moment, il demeure encore difficile de pouvoir recréer une telle interaction, ce qui rend encore plus fascinant le fait que les éclairs soient en mesure de le faire !
D’après les informations de Lucille Kuster, étudiante à la maîtrise en chimie de l’Université du Québec à Montréal (UQAM) et de Mathieu Frenette, professeur au département de chimie de l’UQAM.