(грязные грозы)
Сегодня поговорим об одном из самых зрелищных природных явлений, которое также называют грязной грозой.
Что общего у вулкана и воздушного шарика
Напомним, все, что мы видим, состоит из мельчайших частиц — атомов. У атомов тоже есть свои частицы — протоны и электроны. Вот только если протоны крепко сидят в ядре атома, электроны, напротив, «закреплены» хуже, и атомы регулярно ими обмениваются.
Часто физические тела имеют одинаковое число протонов и электронов. Но если потереть две поверхности, например, волосы о резиновый шарик — произойдет обмен, и на одной из поверхностей окажется больше электронов, чем протонов.
В природе все стремится к равновесию, поэтому лишние электроны в такой ситуации «захотят» попасть туда, где их не хватает. Собственной волей, конечно, электроны не обладают — просто повинуются законам физики. У них, как и у протонов, есть свойство — заряд. У протонов заряд положительный, у электронов — отрицательный, противоположные заряды нейтрализуют друг друга.
Но если у какого-нибудь предмета больше протонов, чем электронов, в целом, он получает положительный заряд. А если электронов больше — отрицательный. Обмен происходит тогда, когда встречаются объекты с разным зарядом.
Если потереть шарик о волосы, а потом почесать голову, вы получите слабый удар током с короткой вспышкой — это просто электроны перебежали между пальцами и волосами туда, где их не хватает. Сам обмен называют электрическим разрядом.
А причем здесь вулканы?
Дело в том, что природа зрелищных молний, возникающих прямо в столбах вулканического пепла, по всей видимости, такая же. Только трутся и обмениваются электронами не волосы о шарик, а частицы камней, сажи, водяного пара и вулканических газов, с огромной скоростью вырывающиеся из недр земли при извержении.
Вулканические молнии бывают двух типов: между частицами пепла близко к земле и далеко от земли, где поднимающийся из жерла вулкана водяной пар уже начинает замерзать.
Во втором случае молнии очень похожи на те, что происходят в кучево-дождевых облаках: ледяные кристаллы, собравшие электроны и получившие отрицательный заряд, опускаются ниже, так как становятся тяжелее тех, которые свои электроны отдали.
Когда это скопление отрицательно заряженных снежинок может по цепочке частиц «дотянуться» до объекта с положительным зарядом, например, до более высокого скопления снежинок или до камня на земле (точно так же наши наэлектризованные шариком волосы тянутся к пальцам), происходит разряд.
Поскольку разнообразных частиц в столбе пепла гораздо больше, чем в обычном кучево-дождевым облаке, и двигаются они в условиях извержения, мягко говоря, активнее, вулканические молнии могут возникать чаще, чем при привычной грозе.
Из-за пепла такие явления также называют «грязными грозами». Феномен не то чтобы очень редкий — по некоторым оценкам, примерно треть извержений порождают вулканические молнии. Но отдельно бояться их не стоит, ведь основную опасность все же несет само извержение. Иными словами, если на ваш город двинется лава, молнии где-то вдали над вулканом — явно не первое, о чем стоит беспокоиться.