Yöaikaan pahaenteiset salamat purkautuvien tulivuorten yllä valaisevat taivaan kuin elävä painajainen. Nyt tutkijat ovat lähempänä vulkaanisen salaman ymmärtämistä, joka johtuu sekä tuhkasta että jäästä, paljastavat kaksi uutta tutkimusta.

Tulivuoren salaman alkuperän selvittäminen on ollut vaikeaa. Ukkosmyrskyissä syyllisiä ovat törmäävät jääkiteet, jotka synnyttävät tarpeeksi sähkövarausta salaman laukaisemiseksi. Tuhkapilvet ovat kuitenkin vaikeammin ennustettavissa ja vaikeammin tutkittavissa kuin supersolut (ukkosmyrskyt), joten tutkijat yrittävät yhä selvittää, mikä laukaisee vulkaanisen salaman. Tuntuu esimerkiksi järjettömältä syyttää jäätä salaman syttymisestä tulivuoren helvetissä.

Kaksi uutta tutkimusta paljastavat erilaisia syitä salamointiin purkautuvien tulivuorten yllä. Yksi syy on staattinen sähkö, joka johtuu hiukkasten hankautumisesta toisiinsa tiheissä tuhkapilvissä lähellä maata. Toinen salamoiden lähde on stratosfäärissä, korkealla maanpinnan yläpuolella, jossa kilpailevat jääkiteet aiheuttavat voimakkaita sähköiskuja.

Japanissa sijaitsevassa Sakurajima-tulivuoressa tuhkahiukkaset aiheuttavat salamoita, jotka iskevät maanpinnan läheisyyteen, raportoivat Münchenissä Saksassa sijaitsevan Ludwig Maximilian -yliopiston vulkanologin Corrado Cimarellin johtamat tutkijat 23. helmikuuta Geophysical Research Letters -lehdessä. Tutkimusta varten tutkijat nauhoittivat videokuvaa tulivuoren salamoista Sakurajimassa, joka on yksi maailman aktiivisimmista tulivuorista. Vertaamalla videokuvaa infraääni- ja sähkömagneettisiin tietoihin tutkijat havaitsivat, että paksut tuhkapilvet synnyttävät staattista sähköä. Hiukkaset hankautuvat toisiinsa, ja tästä johtuva varauksen kertyminen synnyttää salamaniskuja. (Tätä kutsutaan tribosähköisyydeksi.)

Erillisessä tutkimuksessa havaittiin, että myös jäällä on merkitystä tulivuoren salamoiden synnyssä. Tutkijat seurasivat salamaniskujen sijaintia Chilessä sijaitsevan Calbuco-tulivuoren purkauksen aikana huhtikuussa 2015. Tässä tapauksessa salamat särkyivät noin 60 mailin (noin 100 kilometrin) päässä purkauksesta ja lähes stratosfäärin korkeudella noin 20 kilometrin (12 mailin) korkeudella maan pinnasta. Tutkijat uskovat, että ohenevan tuhkapilven – joka kuljetti mukanaan myös vesihöyryä – yläosaan muodostui jäätä, joka tuotti salamoita ukkospilven tavoin. Tutkimus julkaistiin 12. huhtikuuta Geophysical Research Letters -lehdessä.

Tällaisilla löydöksillä voi olla merkittäviä vaikutuksia tulivuorten seurantaan. Koska suuremmat purkaukset laukaisevat enemmän salamoita, ”pelkkä se, että salamat liittyvät purkaukseen, kertoo mahdollisista ilmailuongelmista”, sanoo Alexa Van Eaton, Calbuco-tutkimuksen pääkirjoittaja ja vulkanologi U.S. Geological Survey Cascades Volcano Observatory Vancouverissa, Washingtonissa.

Alaskan Pavlof-tulivuoren maaliskuisen purkauksen aikana Van Eaton ja hänen kollegansa käyttivät World Wide Lightning Location -verkostoa seuratakseen tulivuoren tuhkapilveä, hän sanoi. Pavlofin ja muiden Alaskan lounaisosan tulivuorten tuhka voi ajautua kansainvälisille ja paikallisille lentoreiteille.

Van Eaton toivoo viime kädessä voivansa käyttää salaman välähdyksiä tulivuorenpurkausten voimakkuuden mittaamiseen etänä. ”Salamat kertovat meille asioita, joita muut geofysikaaliset seurantatekniikat eivät näe”, van Eaton kertoi Live Science -lehdelle. Van Eatonin mukaan suuremmat purkaukset aiheuttavat enemmän salamoita. ”Pelkästään se, että salamointi liittyy purkaukseen, kertoo mahdollisista ilmailuongelmista, ja se vaikuttaa tapaan, jolla reagoidaan tulivuoreen”, hän sanoi.

Kummatkin tutkimukset tuovat tutkijat lähemmäs myös vulkaanisen valaistuksen mysteerin ratkaisemista. ”On yllättävää, että tulivuorenpurkauksen plume-järjestelmän sisällä on todella erilaisia prosesseja, jotka tuottavat sähköisyyttä”, van Eaton sanoi. ”Se avaa kysymysten maailman, jonka olemassaolosta emme edes tienneet.”

Seuraa meitä @livescience, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli Live Science.