Los relámpagos durante una tormenta pueden ser espectaculares, pero los que se producen sobre un volcán en erupción pueden ser uno de los fenómenos más sorprendentes de la naturaleza. Los científicos están empezando a comprender los entresijos de la producción de rayos volcánicos gracias al desarrollo de una nueva tecnología de ondas electromagnéticas que permite observar el interior de una columna de ceniza.
Rayos volcánicos bajo el cielo estrellado del Eyjafjallajokull en Islandia durante una erupción de 2010. La imagen aparece por cortesía de Sigurdur Stefnisson.
Rayos volcánicos sobre el Eyjafjallajokull en Islandia durante una erupción de 2010. La imagen aparece por cortesía de Sigurdur Stefnisson.
Los relámpagos son causados generalmente por la separación de partículas cargadas positiva y negativamente en la atmósfera. Una vez que la separación de cargas es lo suficientemente grande como para superar las propiedades aislantes del aire, la electricidad fluye entre las partículas cargadas positiva y negativamente en forma de rayos y neutraliza la carga.
En las nubes de tormenta, las partículas cargadas se originan en gotas de agua líquida y congelada que circulan dentro de las nubes. Los rayos se producen dentro de una nube de tormenta cuando las partículas positivas se acumulan cerca de la parte superior de la nube y las partículas negativas se reúnen debajo. Las cargas negativas en la parte inferior de una nube de tormenta también son capaces de conectarse con las cargas positivas en el suelo creando relámpagos de nube a tierra.
Se han observado miles de relámpagos sobre grandes erupciones volcánicas. Los científicos creen que las partículas cargadas responsables de los relámpagos volcánicos pueden proceder tanto del material expulsado por el volcán como de los procesos de formación de cargas dentro de las nubes de ceniza que se desplazan por la atmósfera. Sin embargo, hasta la fecha sólo se han realizado unos pocos estudios científicos sobre los rayos volcánicos. Por lo tanto, la causa exacta de los relámpagos volcánicos sigue siendo objeto de un intenso debate.
Los relámpagos volcánicos son difíciles de estudiar no sólo por la ubicación remota de muchos volcanes y la poca frecuencia de las erupciones, sino también porque las densas nubes de ceniza pueden ocultar los destellos de los rayos. Una nueva tecnología que utiliza emisiones de radio de muy alta frecuencia (VHF) y otros tipos de ondas electromagnéticas permite ahora a los científicos observar los relámpagos en el interior de las columnas de ceniza que, de otro modo, no serían visibles. Esta tecnología se utilizó por primera vez durante una erupción de 2006 en el monte Augustine, en Alaska, y posteriormente se empleó durante las erupciones del monte Redoubt, en Alaska, en 2009, y del monte Eyjafjallajökull, en Islandia, en 2010.
A partir de estos estudios, los científicos han podido distinguir dos fases diferentes para la producción de rayos volcánicos. La primera fase, conocida como fase eruptiva, representa los relámpagos intensos que se forman inmediatamente o poco después de la erupción cerca del cráter. Se cree que este tipo de relámpago está causado por las partículas cargadas positivamente que expulsa el volcán. La segunda fase, conocida como fase de penacho, representa los relámpagos que se forman en el penacho de ceniza en lugares situados a sotavento del cráter. Aunque todavía se está investigando el origen de las partículas cargadas de los relámpagos de la pluma, es posible que se esté produciendo algún tipo de proceso de carga dentro de la pluma, dado que hay un poco de retraso en la producción de dichos relámpagos. Seguramente se llevarán a cabo más estudios.
Finalmente: Durante las grandes erupciones volcánicas pueden producirse intensas y espectaculares tormentas eléctricas. Los científicos creen que las partículas cargadas responsables de los relámpagos volcánicos pueden proceder tanto del material expulsado por el volcán como de procesos de formación de cargas dentro de las nubes de ceniza que se desplazan por la atmósfera.
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Deanna Conners es una científica medioambiental que tiene un Ph.D. en Toxicología y un máster en Estudios Ambientales. Su interés por la toxicología se debe a que creció cerca del Love Canal Superfund Site en Nueva York. Su trabajo actual consiste en proporcionar información científica de alta calidad al público y a los responsables de la toma de decisiones y ayudar a crear asociaciones interdisciplinares que ayuden a resolver los problemas medioambientales. Escribe sobre la ciencia de la Tierra y la conservación de la naturaleza para EarthSky.