Вулканична мълния: удивителният природен феномен зад изригването

Мълния често се появява при определени вулканични изригвания.. Това явление е очаровало мнозина, превръщайки се в специална атракция за фотографите на природата. Тези, които успяха да уловят тези вълшебни моменти, получиха награди за своите зашеметяващи изображения. Комбинацията от „апокалиптична“, но „страхотна“ атмосфера служи като напомняне колко приказна, разрушителна и вдъхваща страхопочитание може да бъде природата.

Въпреки това, ние сме склонни да свързваме светкавиците предимно с гръмотевични бури, сякаш това явление е изключително за тях. Светкавицата обаче може да възникне и при вулканични изригвания., и е очарователно да разберем как и защо възникват. След това ще изследваме този феномен в детайли, като започнем с неговия произход и механиката зад неговото производство.

Как възниква вулканичната мълния

Феноменът на мълния при вулканични изригвания не е нов; Неговото съществуване датира от 79 г. сл. н. е., когато вулканът Везувий изригва известното си изригване. За да разберем как се генерират тези мълнии, първо трябва да разберем природата на мълнията. Светкавица е електростатичен разряд, който се генерира от диференциал на електрическия потенциал значително между две места, което води до мълния, когато натрупаният заряд е достатъчен.

По време на вулканично изригване се изхвърлят материали като пепел, лава и газове, които първоначално са електрически неутрални. Тези частици обаче се изхвърлят при много високи температури, което означава, че много от тях остават заредени, положително или отрицателно. Този процес възниква поради Частиците се сблъскват една с друга по време на издигането си, генерирайки статично електричество. За да възникне мълния, тези частици трябва да се преразпределят в пространството и да генерират електромагнитно поле, достатъчно да предизвика електрически разряд. The мълния на вулкана Попокатепетъл са пример за това как тези взаимодействия могат да доведат до електрически явления.

Като цяло се разпознават главно два механизма, чрез които се произвежда електрическият заряд, необходим за генериране на мълния: трибоелектричество и фрактоелектричество. Трибоелектричеството се отнася до електричество, генерирано от триене и триене на материали. Точно както когато търкаме дрехите си с гребен и той привлича малки парченца хартия, същият принцип работи в контекста на вулканично изригване. По време на изхвърлянето на газовете и пепелта токовете създават интензивно триене между зърната, което генерира електрически заряд. Ако този заряд достигне определена стойност, възниква електрическият разряд, който наблюдаваме като мълния.

Другият механизъм, фрактоелектричеството, възниква в момента на силно разкъсване на вулканични материали, когато те се изхвърлят. Този процес генерира значителни електрически заряди. Следователно комбинацията от двата механизма може да е отговорна за производството на вулканична мълния. Друг важен фактор е наличната водна пара, тъй като ако се образуват големи облаци над вулкана, те могат да предизвикат условия, подобни на буря.

Опасностите от вулканични мълнии

Светкавицата е не само зашеметяващо визуално зрелище, но също така представлява значителна опасност за хората и животните в близост до изригването. Тестовете показват, че мълния може да удари на разстояние до 20 до 30 км от вулкана. Ето защо е изключително важно да се вземат предпазни мерки в близост до вулканично изригване. Повечето хора са склонни да напуснат района бързо, така че инцидентите с хора, поразени от вулканична мълния, са относително редки, но не и несъществуващи.

В допълнение към визуалния си ефект и способността им да причиняват щети, вулканичните мълнии могат да имат и последици за околната среда. Един от най-забележителните ефекти е промяната на вулканичната пепел. Когато удари мълния, тя може да достигне температури от повече от 20,000 ° C, което кара пепелта да се стопи и да се трансформира в сфери от вулканично стъкло. Тези малки частици могат да повлияят на здравето при вдишване и също могат да променят химичните характеристики на пепелта и почвата, когато паднат. Тази промяна в състава може да има дългосрочни ефекти върху околната среда, подобно на това, което се случва при други изригвания, които произвеждат вулканична мълния.

Освен това е известно, че вулканичните мълнии са значителен източник на вредни емисии, като азотни оксиди (NOx) и озон. NOx е идентифициран като един от основните замърсители в градските райони, докато озонът, въпреки че е полезен в стратосферата, може да причини респираторни проблеми, когато присъства близо до повърхността.

Вулканичната мълния и произходът на живота

Очарователна област на изследване е възможната връзка между вулканичната мълния и произхода на живота. Теоретизира се, че в ранните дни на Земята вулканичните изригвания са били много по-чести, а с тях и честотата на вулканичните мълнии. Скорошни изследвания показват, че тези електрически разряди може да са допринесли за генерирането на основни съединения, довели до формирането на живот. Например, установено е, че вулканичната мълния улеснява фиксирането на азота във форми, които организмите могат да използват.

Проучванията показват, че тези мълнии могат да произвеждат нитрати, които са от съществено значение за биосферата, тъй като нитратите са необходими за образуването на аминокиселини и следователно за живота, какъвто го познаваме. Изследването се фокусира върху това как интензивната вулканична дейност би могла да осигури съставките, необходими за развитието на живот на ранната Земя. За да се задълбочим в тази завладяваща тема, можем да се консултираме повече за .

Скорошни случаи на вулканични мълнии

Един от най-забележителните примери за скорошна активност на вулканична мълния се случи по време на изригването на вулкана Хунга Тонга на 15 януари 2022 г. Това събитие е описано като най-интензивното, регистрирано някога, с приблизително 200,000 XNUMX светкавици, преброени в стълба пепел по време на изригването. Тази цифра означава невероятна средна стойност от 2,600 светкавици в минута, което подчертава колко мощен може да бъде феноменът. За изследователите тези цифри са не само визуално поразителни, но и помагат да се разберат по-добре механизмите зад вулканичните мълнии.

По-нови проучвания позволиха на учените да възпроизведат някои от тези явления при контролирани условия, осигурявайки още по-добра представа за това как се генерира мълния. Чрез разбирането на процеса на образуване на мълнии при вулканични изригвания могат да се разработят по-добри модели за прогнозиране и оценка на риска. Следователно напредъкът в изследванията на вулканичните мълнии е от решаващо значение за безопасността на близките общности.

Очарователно и опасно явление

При наблюдение на светкавици по време на вулканични изригвания става ясно, че това явление е не само зашеметяващ визуален спектакъл, но и напомняне за разрушителната сила на природата. Разбирането на техния произход и механизмите, които ги произвеждат, е от съществено значение не само за научните изследвания, но и за безопасността на общностите, живеещи в близост до активни вулкани.