Salamointi ukkosmyrskyn aikana voi olla dramaattista, mutta salamointi purkautuvan tulivuoren yllä saattaa olla yksi luonnon upeimmista ilmiöistä. Tutkijat alkavat vasta nyt ymmärtää vulkaanisen salaman syntyyn liittyviä hienouksia, kiitos uuden sähkömagneettisen aaltoteknologian kehittymisen, jolla voidaan kurkistaa tuhkapilven sisälle.
Vulkaaninen salama tähtitaivaan alla Eyjafjallajokullissa Islannissa vuoden 2010 purkauksen aikana. Image appears courtesy of Sigurdur Stefnisson.
Vulkaaninen salama Eyjafjallajokullin yllä Islannissa vuoden 2010 purkauksen aikana. Image appears courtesy of Sigurdur Stefnisson.
Salaman aiheuttaa yleensä positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden hiukkasten erottuminen ilmakehässä. Kun varausten erottuminen kasvaa tarpeeksi suureksi voittaakseen ilman eristävät ominaisuudet, sähkö virtaa positiivisesti ja negatiivisesti varattujen hiukkasten väliin salamoina ja neutralisoi varauksen.
Myrskypilvissä varatut hiukkaset ovat peräisin pilvien sisällä kiertävistä nestemäisistä ja jäätyneistä vesipisaroista. Salamat syntyvät myrskypilven sisällä, kun positiiviset hiukkaset kerääntyvät lähelle pilven yläosaa ja negatiiviset hiukkaset kerääntyvät alapuolelle. Myrskypilven alapuolella olevat negatiiviset varaukset voivat myös yhdistyä maassa oleviin positiivisiin varauksiin, jolloin syntyy pilven ja maan välinen salama.
Tuhansia salamoita on havaittu suurten tulivuorenpurkausten yhteydessä. Tutkijat arvelevat, että tulivuoren salamoita aiheuttavat varautuneet hiukkaset voivat olla peräisin sekä tulivuoresta purkautuvasta materiaalista että ilmakehässä liikkuvien tuhkapilvien sisältämien varauksenmuodostusprosessien kautta. Tuliperäistä salamointia on kuitenkin tähän mennessä tutkittu tieteellisesti vain vähän. Näin ollen vulkaanisen salaman tarkasta syystä keskustellaan edelleen aktiivisesti.
Vulkaanista salamaa on vaikea tutkia paitsi monien tulivuorten syrjäisen sijainnin ja harvoin tapahtuvien purkausten vuoksi myös siksi, että tiheät tuhkapilvet voivat peittää salaman välähdykset. Uusi tekniikka, jossa käytetään VHF-radiolähetyksiä ja muuntyyppisiä sähkömagneettisia aaltoja, antaa nyt tutkijoille mahdollisuuden tarkkailla salamoita tuhkapilvien sisällä, jotka eivät muuten näkyisi. Tätä tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 2006 Alaskassa sijaitsevan Augustine-vuoren purkauksen aikana, ja myöhemmin sitä käytettiin Alaskassa sijaitsevan Mount Redoubt -vuoren purkausten aikana vuonna 2009 ja Islannissa sijaitsevan Eyjafjallajökull-vuoren purkausten aikana vuonna 2010.
Tutkijat ovat näiden tutkimusten perusteella kyenneet erottamaan kaksi erilaista vaihetta vulkaanisen salaman synnyssä. Ensimmäinen vaihe, jota kutsutaan purkautumisvaiheeksi, edustaa voimakasta salamointia, joka muodostuu välittömästi tai pian purkauksen jälkeen kraatterin lähellä. Tämän tyyppisen salaman uskotaan johtuvan tulivuoresta sinkoutuvista positiivisesti varautuneista hiukkasista. Toinen vaihe, joka tunnetaan nimellä plume-vaihe, edustaa salamointia, joka muodostuu tuhkapilvessä kraatterista tuulen alapuolella olevissa paikoissa. Plume-salaman varautuneiden hiukkasten alkuperää tutkitaan edelleen, mutta jonkinlainen varautumisprosessi saattaa olla käynnissä plume-salaman sisällä, koska tällaisten salamoiden synnyssä on jonkin verran viivettä. Jatkotutkimuksia seuraa varmasti vielä.
Pohjoinen: Voimakkaita ja näyttäviä salamoita voi syntyä suurten tulivuorenpurkausten aikana. Tutkijat arvelevat, että tulivuoren salamoita aiheuttavat varautuneet hiukkaset voivat olla peräisin sekä tulivuoresta sinkoutuvasta materiaalista että ilmakehässä liikkuvien tuhkapilvien sisällä tapahtuvista varauksenmuodostusprosesseista.
Video: Thermal images of lava spewing from an erupting volcano
Mars crater may actually be ancient supervolcano
Biggest single volcano on Earth, sanovat tutkijat
Uusi malli maapallon sisätiloista paljastaa vihjeitä hotspot-tulivuorista
Pienet tulivuoret vaikuttavat suuresti ilmastoon
Tulivuorten sykkeen mittaaminen using satellite images
Deanna Conners on ympäristötieteilijä, jolla on Ph.D. toksikologiasta ja maisteri ympäristötutkimuksesta. Hänen kiinnostuksensa toksikologiaan juontaa juurensa siitä, että hän kasvoi lähellä Love Canal Superfund Site -aluetta New Yorkissa. Nykyisessä työssään hän pyrkii tarjoamaan laadukasta tieteellistä tietoa yleisölle ja päätöksentekijöille sekä auttamaan sellaisten monialaisten kumppanuuksien luomisessa, jotka auttavat ratkaisemaan ympäristöongelmia. Hän kirjoittaa EarthSky-sivustolle EarthSky.
maapallotieteestä ja luonnonsuojelusta.