A iluminação durante uma trovoada pode ser dramática, mas o relâmpago sobre um vulcão em erupção pode ser apenas um dos fenómenos mais impressionantes da natureza. Os cientistas só agora começam a compreender as complexidades envolvidas na produção de raios vulcânicos graças ao desenvolvimento de uma nova tecnologia de ondas electromagnéticas que pode espreitar dentro de uma pluma de cinzas.
Raios vulcânicos sob o céu estrelado em Eyjafjallajokull, na Islândia, durante uma erupção de 2010. A imagem aparece cortesia de Sigurdur Stefnisson.
Raios vulcânicos sobre Eyjafjallajokull na Islândia durante uma erupção de 2010. A imagem aparece cortesia de Sigurdur Stefnisson.
A iluminação é geralmente causada pela separação de partículas carregadas positiva e negativamente na atmosfera. Quando a separação da carga se torna suficientemente grande para superar as propriedades isolantes do ar, a eletricidade fluirá entre as partículas carregadas positiva e negativamente como raios e neutralizará a carga.
Em nuvens de tempestade, as partículas carregadas originam-se de gotas líquidas e congeladas de água que circulam dentro das nuvens. O relâmpago ocorre dentro de uma nuvem de tempestade à medida que as partículas positivas se acumulam perto do topo da nuvem e as partículas negativas se acumulam abaixo. Cargas negativas na parte inferior de uma nuvem de tempestade também são capazes de se conectar com cargas positivas no solo criando raios nuvem a terra.
Milhares de relâmpagos foram observados sobre grandes erupções vulcânicas. Os cientistas pensam que as partículas carregadas responsáveis pelos relâmpagos vulcânicos podem ter origem tanto no material ejectado do vulcão como através de processos de formação de carga dentro das nuvens de cinzas que se movem através da atmosfera. No entanto, apenas alguns estudos científicos foram realizados até à data sobre os raios vulcânicos. Portanto, a causa exata dos raios vulcânicos ainda está sendo debatida ativamente.
Raios vulcânicos são difíceis de estudar não só devido à localização remota de muitos vulcões e erupções pouco freqüentes, mas também porque nuvens densas de cinzas podem obscurecer flashes luminosos. A nova tecnologia envolvendo emissões de rádio de freqüência muito alta (VHF) e outros tipos de ondas eletromagnéticas está agora permitindo aos cientistas observar os raios dentro das nuvens de cinza que de outra forma não seriam visíveis. Esta tecnologia foi utilizada pela primeira vez durante uma erupção de 2006 no Monte Augustine no Alasca, e mais tarde foi utilizada durante erupções no Monte Redoubt do Alasca em 2009 e no Monte Eyjafjallajökull da Islândia em 2010.
Destes estudos, os cientistas foram capazes de distinguir duas fases diferentes para a produção de raios vulcânicos. A primeira fase, conhecida como fase eruptiva, representa o relâmpago intenso que se forma imediatamente ou logo após a erupção perto da cratera. Pensa-se que este tipo de relâmpago é causado por partículas com carga positiva ejectadas do vulcão. A segunda fase, conhecida como fase da pluma, representa o relâmpago que se forma na pluma de cinzas em locais a sotavento da cratera. Enquanto a origem das partículas carregadas para o relâmpago da pluma ainda está sendo investigada, algum tipo de processo de carga dentro da pluma pode estar ocorrendo, dado que há um pequeno atraso na produção de tal relâmpago. Seguir-se-ão certamente outros estudos.
Bottom line: Tempestades relâmpago intensas e espectaculares podem ser produzidas durante grandes erupções vulcânicas. Os cientistas pensam que as partículas carregadas responsáveis pelos raios vulcânicos podem ter origem tanto no material ejectado do vulcão como através de processos de formação de carga dentro das nuvens de cinzas que se movem através da atmosfera.
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Deanna Conners é uma Cientista Ambiental que tem um Ph.D.D. em Toxicologia e M.S. em Estudos Ambientais. O seu interesse em toxicologia deriva de ter crescido perto do Love Canal Superfund Site, em Nova Iorque. Seu trabalho atual é fornecer informação científica de alta qualidade para o público e tomadores de decisão e ajudar a construir parcerias interdisciplinares que ajudam a resolver problemas ambientais. Ela escreve sobre ciência da Terra e conservação da natureza para EarthSky.