Οι ηφαιστειακές αστραπές είναι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα φαινόμενα που είναι γνωστά στην ανθρωπότητα. Συμβαίνουν κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης και απαιτούν συγκεκριμένες συνθήκες για να εμφανιστούν. Όταν συμβαίνουν, οι ηφαιστειακές αστραπές είναι ένα μαγευτικό θέαμα που αξίζει να φωτογραφηθεί.
Για το λόγο αυτό, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε πώς σχηματίζεται ο ηφαιστειακός κεραυνός, ποια είναι τα χαρακτηριστικά και η προέλευσή του.
ηφαιστειακή αστραπή
Οι ηφαιστειακές αστραπές είναι μια ηλεκτρική εκκένωση που προκαλείται από μια ηφαιστειακή έκρηξη. Η τέφρα και το πυροκλαστικό υλικό που εκτοξεύονται από το ηφαίστειο είναι ουδέτερα, που σημαίνει ότι δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο και επομένως δεν μπορούν να δημιουργήσουν κεραυνούς από μόνα τους. Ωστόσο, η τριβή μεταξύ ηφαιστειακών υλικών σε σκληρά περιβάλλοντα μπορεί να οδηγήσει στην απελευθέρωση ιόντων στο ηφαιστειακό νέφος, παράγοντας αυτά τα εντυπωσιακά φαινόμενα. Ο διαχωρισμός των θετικών και αρνητικών φορτίων δημιουργεί μια μεγάλη διαφορά δυναμικού, η οποία πυροδοτεί την εκκένωση.
Υπάρχουν όμως σε όλους τους τύπους ηφαιστείων; Η απάντηση είναι όχι. Για να παραχθεί ηφαιστειακός κεραυνός, το ηφαίστειο που εκρήγνυται πρέπει να έχει τις ίδιες εκρηκτικές ιδιότητες και μέγεθος λοφίου με τη Λα Πάλμα. Ενώ το ηφαίστειο των Καναρίων Νήσων αρχικά παρουσίασε μια έκρηξη τύπου Στρομπολίου, η οποία, μεταξύ άλλων, δεν ήταν πολύ βίαιη, οι κορυφές δραστηριότητας που καταγράφηκαν σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές επέτρεψαν τον σχηματισμό αυτών των κεραυνών. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτό το φαινόμενο στο άρθρο σχετικά με τους κεραυνούς κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων και τη σχέση του με το φαινόμενο των ηφαιστειακών κεραυνών.
Ερευνα
Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science υποδηλώνει ότι το ηλεκτρικό φορτίο ενός ηφαιστείου προέρχεται από θραύσματα βράχου, τέφρας και σωματιδίων πάγου που συγκρούονται σε μια στήλη ηφαιστειακών λοφίων. Εκείνη την εποχή, τα στατικά φορτία δημιουργούνταν με τον ίδιο τρόπο που δημιουργούνται οι κεραυνοί σε κανονικές καταιγίδες, εκτός από το ότι σε αυτές τις περιπτώσεις δημιουργούνταν μόνο όταν συγκρούονταν σωματίδια πάγου. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις απελευθερώνουν επίσης μεγάλες ποσότητες νερού, το οποίο βοηθά στην τροφοδοσία του σχηματισμού αυτών των ηλεκτρικών καταιγίδων.
Οι πρώτες καταγεγραμμένες παρατηρήσεις έγιναν το 79 μ.Χ., όταν ο Ρωμαίος ιστορικός Πλίνιος ο Νεότερος περιέγραψε την έκρηξη του Βεζούβιου. Αυτό το γεγονός αντικατοπτρίζεται στα συγκλονιστικά λόγια και τις εικόνες εκείνης της ιστορικής στιγμής: ολόκληρο το πλήθος είδε ένα σύννεφο διαπερασμένο από το φως της φωτιάς, κρύβοντας τις ακτίνες του ήλιου της Πομπηίας κάτω από το μανδύα του. Στο ίδιο ηφαίστειο, ο καθηγητής Luigi Palmieri διεξήγαγε τις πρώτες επιστημονικές μελέτες σχετικά με τους ηφαιστειακούς κεραυνούς ή βρώμικες καταιγίδες κατά τις εκρήξεις του 1858, 1861, 1868 και 1872.
Αυτή τη στιγμή, μια έρευνα που δημοσιεύτηκε το 2008 στο Bulletin of Volcanology δείχνει ότι το 27% έως 35% των ηφαιστειακών εκρήξεων συνοδεύονται από κεραυνούς . Θεαματικές βρώμικες καταιγίδες έχουν φωτογραφηθεί σε όλο τον κόσμο, όπως στο όρος Chaitén στη Χιλή, στην Colima στο Μεξικό, στο όρος Augustine στην Αλάσκα, καθώς και στο Eyjafjallajökull στην Ισλανδία και στην Αίτνα στη Σικελία. Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σχέση μεταξύ ηφαιστείων και κεραυνών στο άρθρο για τα ηφαιστειακά σύννεφα , το οποίο περιλαμβάνει επίσης λεπτομέρειες για το πώς οι καταιγίδες μπορούν να επηρεάσουν αυτά τα φαινόμενα.
Πώς σχηματίζεται ηφαιστειακή αστραπή;
Η τριβή μεταξύ των χαλαζόκοκκων και των σταγονιδίων νερού στην κορυφή ενός σύννεφου σωρειτομελανιτών (νέφος καταιγίδας) προκαλεί τον ιονισμό του αέρα και τη δημιουργία μιας σημαντικής διαφοράς δυναμικού μεταξύ των διαφόρων τμημάτων του σύννεφου. Αυτό τελικά παράγει κεραυνούς μέσα στα σύννεφα, καθώς και κεραυνούς που χτυπούν άλλα σύννεφα ή το έδαφος.
Στην περίπτωση ηφαιστειακών κεραυνών, οι συνθήκες στο σύννεφο τέφρας θα πρέπει να είναι παρόμοιες με εκείνες μέσα στο σύννεφο.
Η τέφρα και οι πυροκλάστες που αποβάλλονται από τα ηφαίστεια είναι αρχικά ουδέτερες (χωρίς ηλεκτρικό φορτίο), αλλά η τριβή μεταξύ τους σε ένα σίγουρα σκληρό περιβάλλον (κάψιμο) μπορεί να προκαλέσει την απελευθέρωση ιόντων στο ηφαιστειακό νέφος.
Ηφαιστειακή αστραπή εμφανίζεται μόνο όταν συμβαίνει αυτό, δηλαδή όταν υπάρχει διαφορά φορτίου στο ηφαιστειακό σύννεφο.
Συνέπειες και περιέργεια
Μια σημαντική συνέπεια αυτών των ηλεκτρικών καταιγίδων είναι ότι επηρεάζουν τις επικοινωνίες: οι κεραυνοί μπορούν να διαταράξουν και να επηρεάσουν αρνητικά την αεροπορία.
Επιπλέον, επηρεάζονται οι ραδιοεπικοινωνίες στον αέρα και στα κοντινά αεροδρόμια. Μια μελέτη των Stephen R. McNutt και Earle R. Williams του Ινστιτούτου Γεωφυσικής της Αλάσκας και του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης, αντίστοιχα, επιβεβαιώνει ότι «οι κεραυνοί και η ηλεκτροδότηση στα ηφαίστεια είναι σημαντικά επειδή αυτά καθαυτά αποτελούν κίνδυνο· είναι ηφαιστειακά συστατικά του παγκόσμιου περιβαλλοντικού κυκλώματος, καθώς συμβάλλουν στη συσσωμάτωση σωματιδίων και στις αλλαγές στη στήλη της τέφρας».
Οι εκρήξεις ηφαιστείων μπορούν να προκαλέσουν θεαματικά φαινόμενα. Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports από τον Andrew Pata, μεταδιδακτορικό ερευνητή στο Κέντρο Υπερυπολογιστών της Βαρκελώνης, περιγράφει πώς η εξάτμιση του θαλασσινού νερού από το ηφαίστειο Anak Krakatau της Ινδονησίας πυροδότησε μια εξαήμερη ηφαιστειακή καταιγίδα, η οποία προκάλεσε πάνω από 100.000 κεραυνούς μεταξύ 22 Ιουνίου και 2 Ιουνίου. Επομένως, ορισμένες ηφαιστειακές εκρήξεις μας επιτρέπουν επίσης να παρατηρήσουμε τον σχηματισμό και την εξέλιξη ηλεκτρικών εκκενώσεων μεγάλης κλίμακας στην ατμόσφαιρα. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για το ηφαίστειο Popocatépetl και την ηλεκτρική του δραστηριότητα, ειδικά όσον αφορά τους ηφαιστειακούς κεραυνούς.
Γιατί το ηφαίστειο Λα Πάλμα δημιούργησε κεραυνούς;
Μετά την υπνωτική επίδραση των ομόκεντρα κατανεμημένων νεφών πάνω από τον ουρανό του νησιού που παρατηρήθηκε στις αρχές Οκτωβρίου, όταν το ηφαίστειο ήταν ενεργό για περισσότερες από δέκα ημέρες, κεραυνοί είχαν καταγραφεί στον κύριο κώνο του ηφαιστείου, σαν να επρόκειτο για ηλεκτρική καταιγίδα.
Ο μετεωρολόγος José Miguel Viñas εξήγησε ότι αυτές οι εκκενώσεις είναι «ένας δείκτης της εκρηκτικότητας της έκρηξης». Γιατί όμως εμφανίζονται κατά την ηφαιστειακή δραστηριότητα; Από το Ινστιτούτο Ηφαιστειολογίας των Καναρίων Νήσων (Involcan), μοιράστηκαν μια εικόνα της ηφαιστειακής ακτίνας, η οποία ξεχώριζε οπτικά από τους γκρίζους τόνους που επικρατούσαν στο Ελ Πάσο, την περιοχή από την οποία προήλθε το μάγμα στις 19 Σεπτεμβρίου του περασμένου έτους.
Πρόκειται για ηλεκτρική εκκένωση που προκαλείται από την τέφρα και τους πυροκλάστες που εκτοξεύονται από τα ηφαίστεια στην επιφάνεια της Γης, αν και αρχικά είναι ουδέτερα υλικά, δηλαδή δεν έχουν δικό τους ηλεκτρικό φορτίο, αλλά προκαλούν «απελευθέρωση ιόντων στο ηφαιστειακό νέφος» λόγω της παρουσίας τους σε τριβή σε εχθρικά περιβάλλοντα.
Όπως μπορείτε να δείτε, αυτό το φαινόμενο έχει γίνει αρκετά σημαντικό μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Λα Πάλμα. Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το τι είναι η ηφαιστειακή ακτίνα και πώς προέρχεται.
