Вулканические молнии

Вулканическая молния или грязная гроза - это погодное явление, характеризующееся образованием молнии в облаке пепла, поднимающегося из жерла вулкана во время извержения.

Молния образуется в результате столкновения больших электрических потенциалов, представляемых отрицательно заряженными падающими частицами золы и положительно заряженными сгущенными вулканическими газами, в столбе пепла, поднимающемся шлейфом в воздух во время извержения вулкана. При этом, чем меньше размер частиц, тем больше образуется вспышек. Помимо этого, во время извержения высвобождаются значительные объемы воды, которые могут стать источником энергии для вулканических молний. Механизм генерирования электрических зарядов грязных гроз почти идентичен формированию обычных молний, когда между собой в облаке сталкиваются частицы льда и капли воды.

Вулканические молнии являются распространённым явлением и наблюдались с древних времён, в частности первый подтверждённый случай молнии произошёл во время извержения Везувия в 79 году нашей эры. Именно тогда, Плиний Младший, наблюдая извержение Везувия, записал, что над кратером собрались тёмные тучи и сверкали молнии. А начиная с 1940-х годов, там же их начали запечатлевать на фотоплёнку.

Ближе к нашему времени есть сведения о грозовых разрядах, замеченных при двух с лишним сотнях извержений. Но до сих пор эта связь двух явлений не изучена. Только в 2000 году вулканолог с Аляски Стив Макнатт создал рабочую группу по молниям над вулканами.

Интерес к этому явлению возник у вулканолога в 1992 году, когда на одном из Алеутских островов сейсмографы зарегистрировали извержение вулкана. Обычно кабели от приборов, устанавливаемых близ вулканов, закапывают под землю, но на необитаемом и лишённом крупных животных островке их просто проложили на поверхности. Действуя как антенны, эти провода принесли на ленту сейсмографа, кроме сведений о колебаниях почвы, сигналы электромагнитного излучения молний.

Насколько известно, к возникновению молний над извергающимся вулканом приводят как сейсмологические процессы, так и процессы, идущие в облаках при обычных грозах. Электрические заряды могут возникать за счёт пьезоэлектрических, трибоэлектрических и подобных явлений при разломах и подвижках горных пластов, сопровождающих извержение. Возникают заряды и при трении между частицами пепла, вылетающими из жерла вулкана. При обычных грозах разница потенциалов, разряжающаяся затем в молнии, возникает потому, что более тяжёлые капельки или льдинки из-за своего веса скапливаются в нижних слоях грозового облака, а мелкие, лёгкие поднимаются восходящими потоками воздуха в верхнюю часть. Они накапливают противоположные заряды, которые после определённой величины напряжения пробивают слой воздуха. Сумма этих пока не до конца изученных «земных» и «небесных» явлений и вызывает молнию над извергающимся вулканом.

Молнии возникают чаще, если вулканическое облако над кратером достигает высоты более семи километров. Частота этого явления зависит также от содержания воды в магме. Пока магма находится под высоким давлением, вода не выкипает, несмотря на высокую температуру, но, как только магма вырывается из жерла вулкана, вода превращается в пар и вносит свой вклад в образование грозовой тучи.

При извержении вулкана Огастин на одноимённом островке, прилегающем к Аляске, в 2006 году учёные заметили, что разряды молний возникали в две фазы: сразу с началом извержения - электризация шла за счёт геофизических процессов; и во второй приём, через 4-12 минут после начала извержения, за счёт процессов в атмосфере. Всего насчитали около 300 разрядов.

Наиболее известные из вулканических молний наблюдались при извержениях вулканов Галунггунг (Индонезия, 1982 год), Пинатубо (Филиппины, 1991 год), Ринджани (Индонезия, 1994 год), Августин (США, 2006 год), Чайтен (Чили, 2008 год), Килауэа (США, 2008 год), Редаут (США, 2009 год), Мерапи (Индонезия, 2010 год), Эйяфьядлайёкюдль (Исландия, 2010 год), Симмоэ (Япония, 2011 год), Сакурадзима (Япония, 2015 год), Кальбуко (Чили, 2015 год).

Вулканические молнии бывают разных видов, включая шаровые, линейные, зарницы, или их всевозможные комбинации, как это было во время извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году, когда несколько человек стали свидетелями удивительных вспышек на высоте почти 25 километров от вулкана.

Источник: curious-world.ru