Les fulgurites (du latin : fulgur, signifiant « foudre ») sont des morceaux de silice naturelle amorphe (nommée lechateliérite par Alfred Lacroix) très fragiles, généralement en forme de tube quasi cylindrique plus ou moins rugueux (pouvant évoquer une racine fossilisée), produits par les impacts de foudre sur une roche[1],[2],[3].
Histoire
Selon Regina A. Lee, la première découverte de fulgurites répertoriée date de 1706. C'est le pasteur allemand David Hermann qui les a décrites[4]. En 1805, le docteur Hentzen est le premier ayant compris la vraie nature des tubes trouvés dans les dunes de la Sennerheide près de Paderborn, en Allemagne[4]. On les décrit parfois comme des éclairs fossilisés ou pétrifiés[5]. Les plus connues proviennent de l'interaction entre un éclair d'orage et un sol sableux. Ce sont les plus impressionnantes et les moins rares, elles ont notamment été trouvées en abondance dans le désert Libyque[6] mais on en trouve aussi dans certains sols latéritiques.
Elles peuvent être différenciées de traces de racines fossilisées ayant laissé une cavité centrale (avec cimentation possible du sol autour de l'ancienne périphérie de la racine en contexte riche en oxydes de fer notamment) par la présence de traces de fusion du quartz. Mais la forme, taille, texture, couleur, épaisseur et la structure générale des fulgurites varie selon la composition du milieu frappé par l'éclair[7],[8].
Les fulgurites sont parfois appelées pierres de foudre, un terme ancien (on disait aussi pierres de tonnerre ou céraunies, du grec ancienκεραυνός / keraunós, « foudre ») qui désignait des pierres de forme ou d'aspect singulier, attribuées à une chute du ciel lors d'un orage ou à l'effet de la foudre mais qui étaient en réalité des pierres naturelles ou des artéfacts[9].
Mode de formation
Quand un éclair interagit avec le sol, il libère une énergie estimée à un milliard de joules, et la température des matériaux peut localement et instantanément monter à plusieurs milliers de degrés Celsius[10]. Cette énergie provoque la fonte voire la vaporisation des matériaux siliceux le long du trajet de la foudre à l'intérieur du substrat, parfois sur plusieurs mètres de long, et sur 5 à 20mm de diamètre en général[10]. Le verre naturel ainsi formé n'est pas assez pur pour être transparent.
Utilisations, recherche
Leur forme, disposition et d'autres caractéristiques peuvent avoir des significations paléoenvironnementales[11],[12].
L'analyse de l'air piégé dans certaines fulgurites a servi à collecter des données d'intérêt paléoenvironnemental, notamment dans le désert libyen[13],[14].
Des fullerènes semblent avoir pu se former dans certaines fulgurites[15].
Dans la culture populaire
Dans la nouvelle Pluie (Rain), issue du recueil Drôle de temps (Strange Weather), paru en 2017, l'écrivain américain Joe Hill met en scène une pluie de fulgurites[16].
↑ a et b(en) Regina A. Lee, « Fulgurites : “Paleo-Lightning” Remnants », Meteorology, no 4990, , p. 3 (lire en ligne [PDF], consulté le ).
↑Mary P. Gailliot, « Petrified Lightning, a Discussion of Sand Fulgurites », Rocks & Minerals, vol. 55, no 1, , p. 13-17 (ISSN0035-7529, e-ISSN1940-1191, lire en ligne [PDF], consulté le ).
↑Jean Gaudant, « Aux sources de la Préhistoire : les céraunies, ces pierres étranges supposées tombées du ciel », Travaux du Comité français d’histoire de la géologie, no 2, , p. 97-112 (lire en ligne, consulté le ).
↑Sponholz, B. (2004). Fulgurites as palaeoclimatic indicators-the proof of fulgurite fragments in sand samples. In Paleoecology of Quaternary Drylands (pp. 73-78). Springer Berlin Heidelberg.
Carter, E. A., Hargreaves, M. D., Kee, T. P., Pasek, M. A., & Edwards, H. G. (2010). A Raman spectroscopic study of a fulgurite. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 368(1922), 3087-3097.
Clocchiatti R (1990) « Les fulgurites et roches vitrifiées de l'Etna », European Journal of Mineralogy, août , vol. 2, no 4, p. 479-494
Jones, B. E., Jones, K. S., Rambo, K. J., Rakov, V. A., Jerald, J., & Uman, M. A. (2005). Oxide reduction during triggered-lightning fulgurite formation. Journal of atmospheric and solar-terrestrial physics, 67(4), 423-428 (résumé)
Julien A.A (1901) A study of the structure of fulgurites. The Journal of Geology, 9(8), 673-693.
Pasek M.A, Block K & Pasek V (2012) Fulgurite morphology: a classification scheme and clues to formation. Contributions to Mineralogy and Petrology, 164(3), 477-492 (résumé).
Pye, K. (1982). SEM observations on some sand fulgurites from northern Australia. Journal of Sedimentary Research, 52(3).