W 79 roku ne Pliniusz Młodszy był świadkiem wybuchu Wezuwiusza z pierwszej ręki. Kilka lat później opisał spustoszenie w szeregu listów, opisując nie tylko „krzyki kobiet, zawodzenie niemowląt i krzyki mężczyzn”, ale także wściekłe siły natury widoczne na miejscu, w tym „przerażającą ciemność chmury, niszczone przez błyskawice skręcone i rzucone, otwierające się, aby odsłonić ogromne postacie ognia. ”
Chociaż pióropusze czarnego dymu i ryczących płomieni opisane przez Pliniusza prawdopodobnie zgadzają się z wizją wybuchu wulkanu przez przeciętnego człowieka, błyskawica - przyćmiona przerażającym obrazem lawy wypływającej ze szczytu wulkanu - często nie udaje się. Jednak, jak donosi Maya Wei-Haas dla National Geographic, te elektryczne wąsy oferują coś więcej niż tylko spektakularny pokaz świetlny. Według nowego badania opublikowanego w Journal of Volcanology and Geothermal Research, błyskawica może pomóc naukowcom lepiej monitorować erupcje, zapewniając wgląd w zachowanie wulkanów w czasie zbliżonym do rzeczywistego.
Naukowcy z Portland State University, United States Geological Survey (USGS), University of Washington oraz National Oceanic and Atmospheric Administration wykorzystali bazę danych World Wide Lightning Location Network dotyczącą aktywności wyładowań atmosferycznych w 1563 aktywnych wulkanach, a także zdjęcia satelitarne przechwytujące wulkaniczne pióropusz, aby śledzić błyskawice w różnych punktach podczas erupcji.
Zespół odkrył, że liczba uderzeń pioruna trzaskających po niebie osiągnęła szczyt, gdy erupcja uległa początkowej intensyfikacji i spadła wraz ze wzrostem pióropuszu, co sugeruje, że skoki aktywności znaczą kluczowe zmiany we wczesnych stadiach erupcji.
Według Wei-Haasa analiza błyskawic ma kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami monitorowania. Naukowcy zwykle polegają na sejsmometrach do oceny potencjalnych zagrożeń wulkanicznych, ale takie narzędzia są trudne do zainstalowania i utrzymania, co oznacza, że często umieszczane są przez wulkany graniczące ze społecznościami, a nie z odległych obszarów. Niestety względna izolacja nie wyklucza ryzyka, ponieważ samoloty lecące nad odległymi wulkanami mogą być utrudnione przez popiół wulkaniczny.
Zdjęcia satelitarne i infradźwięki to dwie inne opcje, ale obie mają swoje wady: Chmury lub ciemność mogą ukryć kluczowe wskazówki dotyczące nieuchronnych erupcji, a fale dźwiękowe używane w infradźwiękach mogą ulec pomieszaniu podczas przemieszczania się przez setki mil. Z drugiej strony wykrywanie piorunów jest szybkie (nawet wyprzedza raporty naocznych świadków) i mniej podatne na przeszkody pogodowe. Jak mówi współautorka badań Alexa Van Eaton, wulkanolog z USGS Cascades Volcano Observatory, mówi National Geographic, światło pozwala również uniknąć potencjalnego zniekształcenia wywołanego przez fale dźwiękowe.
Błyskawica wulkaniczna od dawna mistyfikuje naukowców. Pisząc dla The Washington Post w 2016 roku, Angela Fritz wyjaśnia, że trudno jest złapać błyskawicę w akcji, ponieważ strajki pojawiają się tylko na początku najbardziej intensywnych erupcji.
Zasadniczo błyskawica służy jako mechanizm korygujący dla ładunków ujemnych i dodatnich oddzielonych w atmosferze. Kiedy uderza piorun, takie ładunki są neutralizowane. Naukowcy wiedzą, że winowajcami Twojej średniej burzy są zelektryfikowane kryształy lodu, ale do niedawna dokładna nauka o błyskawicach wulkanicznych pozostawała tajemnicą. Następnie w 2016 r. W dwóch badaniach opublikowanych osobno w Geophysical Research Letters przedstawiono obiecujące wyjaśnienia tego szczególnego zjawiska.
Jak zauważa Becky Oskin Live Science, jeden raport koncentrujący się na materiałach wideo, infradźwiękach i analizach elektromagnetycznych związanych z japońskim wulkanem Sakurajima. Łącznie dane sugerują, że elektryczność statyczna wytwarzana przez cząstki pocierające się razem w gęstych chmurach popiołu była odpowiedzialna za błyskawice wulkaniczne. Drugie badanie, które również prowadził Van Eaton, koncentrowało się na erupcji wulkanu Calbuco w Chile w kwietniu 2015 r. Co ciekawe, zespół odnotował wyraźne podobieństwa między piorunami wulkanicznymi a piorunami; pomimo pozornie sprzecznej natury lodowatego wulkanu Van Eaton i jej koledzy odkryli, że wypełnione parą wodną chmury przerzedzonego popiołu wytwarzają lód, który wyzwala błyskawicę podobnie jak burza z piorunami.
W połączeniu z najnowszymi odkryciami badania z 2016 r. Oferują wiele dowodów na znaczenie błyskawicy w śledzeniu aktywności wulkanicznej. Ale jak Rebecca Williams, wulkanolog z University of Hull, który nie był zaangażowany w badania, mówi Wei-Haas z National Geographic, pytania - w tym kwestia tego, jak dobrze sieć czujników WWLLN rozróżnia burzę od błyskawic wulkanicznych - pozostaje.
„Konieczne są dalsze prace, aby w pełni rozróżnić te dwa typy, ale tutaj jest duży potencjał”, mówi Hull.
Van Eaton powtarza ten sentyment, mówiąc Wei-Haasowi, że należy przeprowadzić dodatkowe badania, zanim metoda zostanie przyjęta do powszechnego użytku.
„To, co naprawdę mamy w tym artykule, to soczyste spostrzeżenia”, podsumowuje Van Eaton. „Mam nadzieję, że zainicjuje to wiele interesujących prac modelarskich i ludzi, którzy mogą podjąć te obserwacje i przenieść je na wyższy poziom.”
