Nattetid lyser olycksbådande blixtar över vulkaner i utbrott upp himlen som en levande mardröm. Nu har forskarna kommit närmare förståelsen av vulkaniska blixtar, som kommer från både aska och is, visar två nya studier.

Det har varit svårt att lösa ursprunget till vulkaniska blixtar. I åskväder är de skyldiga de iskristaller som kolliderar med varandra och som genererar tillräcklig elektrisk laddning för att utlösa blixtar. Men askmoln är mindre förutsägbara och svårare att studera än supercells (åskväder), så forskarna försöker fortfarande ta reda på vad som utlöser vulkaniska blixtar. Det verkar till exempel absurt att skylla på is som orsak till blixtar i ett vulkaniskt inferno.

Två nya studier avslöjar olika orsaker till blixtar ovanför vulkaner i utbrott. En orsak är statisk elektricitet, från partiklar som gnider sig mot varandra i täta askmoln nära marken. Den andra källan till blixtar uppstår nära stratosfären, högt ovanför jordytan, där iskristaller som kämpar mot varandra utlöser kraftiga stötar.

På vulkanen Sakurajima i Japan är askpartiklar ansvariga för blixtar som slår ner nära marken, rapporterar forskare under ledning av Corrado Cimarelli, vulkanolog vid Ludwig Maximilian University i München, Tyskland, den 23 februari i tidskriften Geophysical Research Letters. För studien spelade forskarna in video av vulkaniska blixtar vid Sakurajima, en av världens mest aktiva vulkaner. Genom att jämföra videon med infraljud och elektromagnetiska data upptäckte forskarna att tjocka moln av aska ger upphov till statisk elektricitet. Partiklarna gnider sig mot varandra och den resulterande laddningsuppbyggnaden genererar blixtnedslag. (Detta kallas triboelektricitet.)

Is spelar också en roll för vulkaniska blixtar, enligt en separat studie. Forskare spårade platsen för blixtnedslag under ett utbrott av Calbuco-vulkanen i Chile i april 2015. I det här fallet bröts blixtarna cirka 60 miles (cirka 100 kilometer) från utbrottet, och på nära storsfäriska höjder på cirka 12 miles (20 km) över jordytan. Forskarna tror att det bildades is i toppen av det tunna askmolnet – som också förde med sig vattenånga – som producerade blixtar på samma sätt som ett åskmoln gör. Studien publicerades den 12 april i Geophysical Research Letters.

Dessa upptäckter kan få viktiga konsekvenser för övervakning av vulkaner. Eftersom större utbrott utlöser fler blixtar, ”bara genom att se att blixtar är förknippade med ett utbrott får man veta att det finns potentiella flygproblem”, säger Alexa Van Eaton, huvudförfattare till Calbuco-studien och vulkanolog vid US. Geological Survey Cascades Volcano Observatory i Vancouver, Washington.

Under utbrottet i mars i Alaskas Pavlof-vulkan använde Van Eaton och hennes kollegor nätverket World Wide Lightning Location för att övervaka vulkanens askmoln, säger hon. Askan från Pavlof och andra vulkaner i sydvästra Alaska kan driva in i internationella och lokala flygvägar.

Van Eaton hoppas i slutändan kunna använda blixtar för att på distans mäta kraften i vulkanutbrott. ”Blixtar berättar saker som andra geofysiska övervakningstekniker inte kan se”, säger van Eaton till Live Science. Större utbrott utlöser fler blixtar, säger van Eaton. ”Bara att se att blixten är förknippad med ett utbrott säger dig att det finns potentiella flygproblem, och det informerar om hur du reagerar på en vulkan”, sade hon.

Båda studierna för också forskarna närmare en lösning på mysteriet med vulkanisk belysning. ”Det är överraskande att det verkligen finns olika processer inuti ett vulkaniskt utbrottsplymsystem som genererar elektrifiering”, sade van Eaton. ”Det öppnar en värld av frågor som vi inte ens visste fanns.”

Följ oss @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel på Live Science.