Nachts verlichten onheilspellende bliksemflitsen boven uitbarstende vulkanen de hemel als een levende nachtmerrie. Wetenschappers zijn nu dichter bij het begrijpen van vulkanische bliksem, die zowel van as als van ijs afkomstig is, zo blijkt uit twee nieuwe studies.

Het is moeilijk geweest om de oorsprong van vulkanische bliksem te ontrafelen. In onweersbuien zijn de boosdoeners botsende ijskristallen, die genoeg elektrische lading genereren om bliksem te veroorzaken. Maar aswolken zijn minder voorspelbaar en moeilijker te bestuderen dan supercells (onweersbuien), dus proberen wetenschappers nog steeds uit te vinden wat vulkanische bliksem doet ontstaan. Het lijkt bijvoorbeeld absurd om ijs de schuld te geven van bliksem in een vulkanisch inferno.

Twee nieuwe studies onthullen verschillende redenen voor bliksem boven uitbarstende vulkanen. Eén oorzaak is statische elektriciteit, van deeltjes die tegen elkaar wrijven in dichte aswolken dicht bij de grond. De andere bron van bliksem vindt plaats in de stratosfeer, hoog boven het aardoppervlak, waar botsende ijskristallen krachtige schokken veroorzaken.

Op de vulkaan Sakurajima in Japan zijn asdeeltjes verantwoordelijk voor de bliksem die dicht bij de grond inslaat, meldden onderzoekers onder leiding van Corrado Cimarelli, een vulkanoloog aan de Ludwig Maximilian Universiteit in München, Duitsland, 23 februari in het tijdschrift Geophysical Research Letters. Voor die studie hebben de wetenschappers video-opnamen gemaakt van vulkanische bliksem op Sakurajima, een van ’s werelds actiefste vulkanen. Door de video te vergelijken met infrageluid en elektromagnetische gegevens ontdekten de onderzoekers dat dikke aswolken aanleiding geven tot statische elektriciteit. De deeltjes wrijven tegen elkaar en de resulterende opeenhoping van lading genereert blikseminslagen. (Dit wordt tribo-elektriciteit genoemd.)

Ook ijs speelt een rol bij vulkanische bliksem, zo bleek uit een aparte studie. Onderzoekers volgden de locatie van blikseminslagen tijdens een uitbarsting in april 2015 van de Calbuco-vulkaan in Chili. In dit geval braken de bliksemschichten zo’n 60 mijl (ongeveer 100 kilometer) van de uitbarsting, en op bijna-stratosferische hoogtes van ongeveer 12 mijl (20 km) boven het aardoppervlak. De wetenschappers denken dat zich ijs vormde in de top van de dunner wordende aswolk – die ook waterdamp bevatte – en dat dit bliksem veroorzaakte zoals een donderwolk dat doet. De studie werd op 12 april gepubliceerd in Geophysical Research Letters.

Deze ontdekkingen kunnen belangrijke implicaties hebben voor vulkaanmonitoring. Omdat grotere uitbarstingen meer bliksem veroorzaken, “zegt alleen al het feit dat bliksem is geassocieerd met een uitbarsting dat er potentiële problemen zijn met de luchtvaart”, aldus Alexa Van Eaton, hoofdauteur van de Calbuco-studie en vulkanoloog bij de U.S. Geological Survey Cascades Volcano Observatory in Vancouver, Washington.

Tijdens de uitbarsting in maart van Alaska’s Pavlof-vulkaan, gebruikten Van Eaton en haar collega’s het World Wide Lightning Location-netwerk om de aswolk van de vulkaan in de gaten te houden, zei ze. De as van Pavlof en andere vulkanen in het zuidwesten van Alaska kan in internationale en lokale vliegroutes terechtkomen.

Van Eaton hoopt uiteindelijk bliksemflitsen te kunnen gebruiken om de kracht van vulkaanuitbarstingen op afstand te peilen. “Bliksem vertelt ons dingen die andere geofysische monitoringtechnieken niet kunnen zien,” vertelde Van Eaton aan Live Science. Grotere uitbarstingen veroorzaken meer bliksem, zei Van Eaton. “Gewoon zien dat bliksem is geassocieerd met een uitbarsting vertelt je dat er potentiële luchtvaartproblemen zijn, en het informeert de manier waarop je reageert op een vulkaan,” zei ze.

Beide studies brengen wetenschappers ook dichter bij het oplossen van het mysterie van vulkanische verlichting. “Het is verrassend dat er echt verschillende processen binnen een vulkanisch uitbarstingspluimsysteem zijn die elektrificatie genereren,” zei van Eaton. “Het opent een wereld van vragen waarvan we niet eens wisten dat ze bestonden.”

Volg ons @livescience, Facebook & Google+. Origineel artikel op Live Science.