W nocy, złowieszcze błyskawice nad wybuchającymi wulkanami rozświetlają niebo jak żywy koszmar. Teraz naukowcy są bliżej zrozumienia błyskawic wulkanicznych, które wynikają zarówno z popiołu, jak i lodu, dwa nowe badania ujawniają.

Odkrywanie pochodzenia błyskawic wulkanicznych było trudne. W burzach, winowajcami są zderzające się kryształy lodu, które generują wystarczający ładunek elektryczny, aby wyzwolić błyskawicę. Ale chmury popiołu są mniej przewidywalne i trudniejsze do zbadania niż superkomórki (burze), więc naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, co wywołuje błyskawice wulkaniczne. Na przykład, wydaje się absurdalne, aby winić lód do pioruna w wulkanicznym inferno.

Dwa nowe badania ujawniają różne przyczyny błyskawic nad wybuchających wulkanów. Jedną z przyczyn jest elektryczność statyczna, od cząstek ocierających się o siebie w gęstych chmurach popiołu w pobliżu ziemi. Inne źródło piorunów dzieje się w pobliżu stratosfery, wysoko nad powierzchnią Ziemi, gdzie walczące kryształki lodu uwalniają potężne wstrząsy.

Na wulkanie Sakurajima w Japonii, cząstki popiołu są odpowiedzialne za błyskawice, które uderza w pobliżu ziemi, naukowcy kierowani przez Corrado Cimarelli, wulkanolog na Uniwersytecie Ludwiga Maximiliana w Monachium, Niemcy, zgłosiły 23 lutego w czasopiśmie Geophysical Research Letters. Na potrzeby tego badania naukowcy nagrali wideo z błyskawicami wulkanicznymi na Sakurajimie, jednym z najbardziej aktywnych wulkanów na świecie. Porównując nagranie wideo z danymi infradźwiękowymi i elektromagnetycznymi, naukowcy odkryli, że grube chmury popiołu powodują powstawanie elektryczności statycznej. Cząsteczki ocierają się o siebie, a powstałe w ten sposób nagromadzenie ładunków generuje wyładowania atmosferyczne. (To się nazywa triboelektryczność.)

Lód również odgrywa rolę w piorunów wulkanicznych, oddzielne badanie znaleźć. Naukowcy śledzili lokalizację uderzeń piorunów podczas erupcji wulkanu Calbuco w Chile w kwietniu 2015 roku. W tym przypadku, pioruny rozbijały się około 60 mil (około 100 kilometrów) od erupcji i na wysokościach bliskich stratosfery około 12 mil (20 km) nad powierzchnią Ziemi. Naukowcy uważają, że lód uformował się w górnej części rozrzedzonej chmury popiołu, która również niosła parę wodną, wytwarzając pioruny, tak jak robi to chmura burzowa. Badanie zostało opublikowane 12 kwietnia w Geophysical Research Letters.

Odkrycia te mogą mieć ważne implikacje dla monitorowania wulkanów. Ponieważ większe erupcje wyzwalają więcej błyskawic, „po prostu widząc, że błyskawica jest związana z erupcją mówi ci, że istnieją potencjalne problemy z lotnictwem”, powiedziała Alexa Van Eaton, główna autorka badania Calbuco i wulkanolog w U.S. Geological Survey Cascades Volcano Observatory w Vancouver, Washington.

Podczas marcowej erupcji wulkanu Pavlof na Alasce, Van Eaton i jej koledzy użyli sieci World Wide Lightning Location do monitorowania chmury popiołu z wulkanu, powiedziała. Popiół z Pavlof i innych wulkanów południowo-zachodniej Alaski może dryfować do międzynarodowych i lokalnych tras lotniczych.

Van Eaton ostatecznie ma nadzieję wykorzystać błyski pioruna do pomiaru mocy erupcji wulkanicznych zdalnie. „Błyskawica mówi nam rzeczy, których inne geofizyczne techniki monitorowania nie widzą,” powiedział van Eaton w wywiadzie dla Live Science. Większe erupcje wyzwalają więcej błyskawic, powiedział van Eaton. „Po prostu widząc, że błyskawica jest związana z erupcją mówi ci, że istnieją potencjalne problemy z lotnictwem, a to informuje o sposobie reagowania na wulkan”, powiedziała.

Oba badania również przybliżają naukowców do rozwiązania zagadki oświetlenia wulkanicznego. „To zaskakujące, że istnieją naprawdę różne procesy wewnątrz systemu pióropuszy erupcji wulkanicznej, które generują elektryfikację”, powiedział van Eaton. „To otwiera świat pytań, o których istnieniu nawet nie wiedzieliśmy.”

Follow us @livescience, Facebook & Google+. Oryginalny artykuł na Live Science.

.