Éjszaka a kitörő vulkánok felett vészjósló villámok világítják meg az eget, mint egy élő rémálom. Most a tudósok közelebb kerültek a vulkáni villámok megértéséhez, amelyek mind a hamuból, mind a jégből erednek, derül ki két új tanulmányból.

A vulkáni villámok eredetének megfejtése eddig is nehéz volt. A zivatarokban a bűnösök az összeütköző jégkristályok, amelyek elegendő elektromos töltést generálnak a villámlás kiváltásához. A hamufelhők azonban kevésbé kiszámíthatóak és nehezebben tanulmányozhatók, mint a szupercellák (zivatarok), ezért a tudósok még mindig próbálják kitalálni, mi váltja ki a vulkáni villámokat. Például abszurdnak tűnik, hogy egy vulkáni pokoljárásban a jeget okoljuk a villámlásért.

Két új tanulmány különböző okokat tár fel a kitörő vulkánok feletti villámlásért. Az egyik ok a statikus elektromosság, amelyet a talaj közelében lévő sűrű hamufelhőkben egymáshoz dörzsölődő részecskék okoznak. A villámok másik forrása a sztratoszféra közelében, magasan a Föld felszíne felett keletkezik, ahol a jégkristályok egymásnak feszülése erős lökéseket vált ki.

A japán Sakurajima vulkánnál a hamurészecskék felelősek a föld közelében lecsapó villámokért, jelentették Corrado Cimarelli, a müncheni Ludwig Maximilian Egyetem vulkanológusa által vezetett kutatók február 23-án a Geophysical Research Letters című folyóiratban. A tanulmányhoz a tudósok a világ egyik legaktívabb vulkánjánál, a Sakurajimánál vulkáni villámlásról készítettek videofelvételeket. A videót infravörös és elektromágneses adatokkal összehasonlítva a kutatók felfedezték, hogy a vastag hamufelhők statikus elektromosságot keltenek. A részecskék egymáshoz dörzsölődnek, és a keletkező töltésfelhalmozódás villámcsapásokat generál. (Ezt nevezik triboelektromosságnak.)

A jég is szerepet játszik a vulkáni villámlásban, állapította meg egy külön tanulmány. A kutatók a chilei Calbuco vulkán 2015. áprilisi kitörése során követték nyomon a villámcsapások helyét. Ebben az esetben a villámok a kitöréstől mintegy 100 kilométerre (60 mérföldre) törtek be, és a Föld felszíne felett mintegy 20 kilométeres (12 mérföldes) sztratoszféra közeli magasságban csapódtak be. A tudósok úgy vélik, hogy a vékonyodó hamufelhő tetején – amely vízgőzt is szállított – jég képződött, amely a zivatarfelhőkhöz hasonlóan villámokat produkált. A tanulmány április 12-én jelent meg a Geophysical Research Letters című szaklapban.

A felfedezéseknek fontos következményei lehetnek a vulkánok megfigyelésére. Mivel a nagyobb kitörések több villámlást váltanak ki, “pusztán az, hogy látjuk, hogy a villámlás egy kitöréshez kapcsolódik, azt jelzi, hogy potenciális repülési problémák vannak” – mondta Alexa Van Eaton, a Calbuco-tanulmány vezető szerzője, az amerikai vulkanológus. Geological Survey Cascades Volcano Observatory Vancouverben, Washingtonban.

Az alaszkai Pavlof vulkán márciusi kitörésekor Van Eaton és kollégái a World Wide Lightning Location hálózatot használták a vulkán hamufelhőjének megfigyelésére, mondta. A Pavlof és más délnyugat-alaszkai vulkánok hamuja nemzetközi és helyi repülési útvonalakra sodródhat.

Van Eaton végül azt reméli, hogy a villámok segítségével távolról is felmérheti a vulkánkitörések erejét. “A villámok olyan dolgokat árulnak el nekünk, amelyeket más geofizikai megfigyelési technikák nem látnak” – mondta van Eaton a Live Science-nek. A nagyobb kitörések több villámot váltanak ki, mondta van Eaton. “Pusztán az, hogy látjuk, hogy a villámlás egy kitöréshez kapcsolódik, azt mondja, hogy lehetséges repülési problémák vannak, és tájékoztat arról, hogyan reagálunk egy vulkánra” – mondta.

Mindkét tanulmány közelebb viszi a tudósokat a vulkáni világítás rejtélyének megoldásához is. “Meglepő, hogy valóban különböző folyamatok vannak egy vulkánkitörési fúvókarendszeren belül, amelyek villamosságot generálnak” – mondta van Eaton. “Ez olyan kérdések világát nyitja meg, amelyek létezéséről nem is tudtunk.”

Kövessen minket @livescience, Facebook & Google+. Eredeti cikk a Live Science-en.