Pioruny podczas burzy mogą być dramatyczne, ale błyskawice nad wybuchającym wulkanem mogą być jednym z najbardziej oszałamiających zjawisk natury. Naukowcy dopiero teraz zaczynają rozumieć zawiłości związane z produkcją błyskawic wulkanicznych dzięki rozwojowi nowej technologii fal elektromagnetycznych, które mogą zajrzeć do wnętrza pióropusza popiołu.
Wolkaniczne błyskawice pod rozgwieżdżonym niebem w Eyjafjallajokull na Islandii podczas erupcji w 2010 roku. Image appears courtesy of Sigurdur Stefnisson.
Wolkaniczne błyskawice nad Eyjafjallajokull na Islandii podczas erupcji w 2010 roku. Obraz pojawia się dzięki uprzejmości Sigurdur Stefnisson.
Piorun jest ogólnie spowodowane przez separację dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek w atmosferze. Gdy separacja ładunków staje się wystarczająco duża, aby pokonać właściwości izolacyjne powietrza, elektryczność przepływa między dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek jako błyskawice i neutralizuje ładunek.
W chmurach burzowych, naładowane cząstki pochodzą z ciekłych i zamrożonych kropli wody krążących w chmurach. Błyskawica występuje w chmurze burzowej jako cząstki dodatnie gromadzą się w pobliżu szczytu chmury, a cząstki ujemne gromadzą się poniżej. Ujemne ładunki na spodzie chmury burzowej są również w stanie połączyć się z dodatnich ładunków na ziemi tworząc cloud-to-ground lightning.
Tysiące błyskawic zostały zaobserwowane nad dużymi erupcjami wulkanów. Naukowcy uważają, że naładowane cząstki odpowiedzialne za błyskawice wulkaniczne mogą pochodzić zarówno z materiału wyrzuconego z wulkanu, jak i poprzez procesy tworzenia ładunków w chmurach popiołu przemieszczających się przez atmosferę. Jednak do tej pory przeprowadzono tylko kilka badań naukowych nad błyskawicami wulkanicznymi. Stąd dokładna przyczyna błyskawic wulkanicznych jest nadal aktywnie dyskutowana.
Pioruny wulkaniczne są trudne do zbadania nie tylko ze względu na odległe położenie wielu wulkanów i rzadkie erupcje, ale także dlatego, że gęste chmury popiołu mogą przysłaniać błyski piorunów. Nowa technologia wykorzystująca emisje radiowe o bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) oraz inne rodzaje fal elektromagnetycznych pozwala naukowcom obserwować błyskawice wewnątrz pióropuszy popiołu, które w innym przypadku nie byłyby widoczne. Technologia ta została po raz pierwszy zastosowana podczas erupcji Mount Augustine na Alasce w 2006 roku, a następnie została wykorzystana podczas erupcji Mount Redoubt na Alasce w 2009 roku i islandzkiego Mount Eyjafjallajökull w 2010 roku.
Z badań tych naukowcy byli w stanie wyróżnić dwie różne fazy produkcji błyskawic wulkanicznych. Pierwsza faza, znana jako faza erupcyjna, reprezentuje intensywne błyskawice, które tworzą się natychmiast lub wkrótce po erupcji w pobliżu krateru. Uważa się, że ten rodzaj błyskawic jest spowodowany przez dodatnio naładowane cząstki wyrzucane z wulkanu. Druga faza, znana jako faza pióropuszowa, reprezentuje błyskawice, które tworzą się w pióropuszu popiołu w miejscach położonych pod wiatr od krateru. Chociaż pochodzenie naładowanych cząstek dla błyskawic pióropuszowych jest nadal badane, jakiś proces ładowania wewnątrz pióropusza może mieć miejsce, biorąc pod uwagę, że istnieje pewne opóźnienie w produkcji takich błyskawic. Dalsze badania z pewnością nastąpi.
Bottom line: Intensywne i spektakularne burze z piorunami mogą być produkowane podczas dużych erupcji wulkanicznych. Naukowcy uważają, że naładowane cząstki odpowiedzialne za błyskawice wulkaniczne mogą pochodzić zarówno z materiału wyrzucanego z wulkanu, jak i poprzez procesy tworzenia ładunków w chmurach popiołu przemieszczających się w atmosferze.
Wideo: Obrazy termiczne lawy tryskającej z wybuchającego wulkanu
Krater na Marsie może być w rzeczywistości starożytnym superwulkanem
Największy pojedynczy wulkan na Ziemi, twierdzą naukowcy
Nowy model wnętrza Ziemi ujawnia wskazówki dotyczące gorących punktów wulkanicznych
Małe wulkany mają duży wpływ na klimat
Odkrywając puls wulkanów przy użyciu zdjęć satelitarnych
Deanna Conners jest naukowcem ds. środowiska, który posiada tytuł Ph.D. w dziedzinie toksykologii i M.S. w dziedzinie studiów środowiskowych. Jej zainteresowanie toksykologią wywodzi się z faktu, że dorastała w pobliżu Love Canal Superfund Site w Nowym Jorku. Jej obecna praca polega na dostarczaniu wysokiej jakości informacji naukowych społeczeństwu i decydentom oraz na pomocy w budowaniu interdyscyplinarnego partnerstwa, które pomaga w rozwiązywaniu problemów środowiskowych. Pisze o naukach o Ziemi i ochronie przyrody dla EarthSky.
.