Le mystère des décharges électriques dans les forêts enfin élucidé
C’est un mystère météorologique qui planait depuis plus de cinquante ans. Les scientifiques suspectaient depuis longtemps que les cimes des arbres émettaient de minuscules impulsions électriques pendant les orages, en raison de l’activité inhabituelle des champs électriques mesurés au-dessus des forêts. Ce phénomène, baptisé « décharge corona », et que certains associent au mythe biblique du buisson ardent, n’avait pourtant jamais pu être documenté en dehors du cadre contrôlé d’un laboratoire.
Une chasse aux orages menée avec ingéniosité
Pour relever ce défi scientifique, William Brune, professeur émérite de météorologie à l’université d’État de Pennsylvanie, et son doctorant Patrick McFarland se sont transformés en véritables chasseurs d’orages. Leur équipement : un van Toyota Sienna de 2013 converti en observatoire mobile. L’instrumentation, nommée Cots (Corona Observing Telescope System), repose sur un dispositif ingénieux : un périscope dépasse du toit du véhicule pour capter la lumière de la canopée et la rediriger vers l’intérieur, directement dans un télescope.
Ce télescope alimente ensuite une caméra ultraviolette dite « aveugle au soleil », car elle bloque intégralement les rayons solaires pour ne révéler que les furtives décharges électriques émanant du feuillage des arbres. La quête s’est d’abord avérée frustrante : après trois semaines de traque infructueuse des orages éphémères de Floride, l’équipe, bredouille, a pris le chemin du retour.
La découverte sur un parking universitaire
C’est finalement sur un banal parking de l’université de Caroline du Nord à Pembroke, face à un orage massif, que la chance leur a souri. En braquant leurs instruments sur la plus haute branche d’un copalme d’Amérique situé à une trentaine de mètres, ils ont enfin touché au but. Selon les résultats de leur étude publiée dans la prestigieuse revue Geophysical Research Letters, leurs instruments ont capté, sous une pluie battante, pas moins de 859 événements corona sur cet arbre, puis 93 autres sur un pin à encens voisin.
Le mécanisme de l’électricité statique végétale
La mécanique de ce phénomène s’apparente à de l’électricité statique. Pendant un orage, la base des nuages agit comme un gigantesque aimant : elle accumule de puissantes charges négatives qui attirent implacablement les charges positives présentes dans le sol. L’arbre, dressé entre la terre et le ciel, devient alors un véritable fil conducteur.
Littéralement « aspirée » vers le haut par l’attraction du nuage, la charge électrique positive du sol remonte à travers le tronc jusqu’au sommet du végétal. Arrivée dans l’impasse que constituent les pointes effilées des feuilles et des épines, le champ électrique atteint une telle intensité que le courant déborde et libère une lueur corona, émettant à la fois une très faible lumière visible et de puissants ultraviolets.
Ces décharges, qui peuvent durer d’un simple clignotement à plusieurs secondes, sautent alors frénétiquement de feuille en feuille. Imaginez de véritables vagues de scintillements recouvrant la canopée à chaque tempête !
Des scintillements aux pouvoirs purificateurs surprenants
Au-delà de l’émerveillement scientifique, cette découverte lève le voile sur un mécanisme fondamental pour notre climat. En effet, les puissants rayonnements UV émis par ces microdécharges électriques brisent les molécules de vapeur d’eau environnantes pour produire massivement des radicaux hydroxyles (OH).
Or ces agents oxydants sont capables de décomposer de puissants gaz à effet de serre comme le méthane, ainsi que les composés organiques volatils émis par les arbres ou l’activité humaine. Selon les travaux préliminaires de l’équipe, les orages pourraient multiplier par milliers, voire par dizaines de milliers, la capacité des forêts à dépolluer l’air.
Un bénéfice écologique avec un coût pour les végétaux
Mais ce grand nettoyage atmosphérique a aussi un coût pour les végétaux. Lors de leurs observations, les chercheurs ont noté que cette électricité, concentrée sur des zones infimes, infligeait de subtiles brûlures aux extrémités des feuilles. De nouvelles questions s’ouvrent désormais pour les biologistes : les arbres souffrent-ils de ces électrocutions répétées ou ont-ils évolué pour les supporter ?
Le bénéfice écologique d’un air purifié compense-t-il les dommages subis par le feuillage ? Une chose est sûre : la prochaine fois que le tonnerre grondera au-dessus d’une forêt, vous ne regarderez plus la cime des arbres de la même manière. Cette recherche ouvre des perspectives fascinantes sur l’interaction complexe entre les écosystèmes forestiers et les phénomènes météorologiques extrêmes.
