Когда в апреле 2015 года вулкан Кальбуко в Чили ожил, он взорвался без особого предупреждения. Обогащенный пеплом шлейф поднялся более чем на 14 миль в атмосферу, вызвав впечатляющую бурю, вызвавшую тысячи вспышек молний. Хотя самые высокие и мощные вулканические взрывы, как правило, вызывают самые ослепительные электрические эффекты, не все извержения вулканов вызывают молнии. Ученые только начинают понимать многие сложные процессы, которые определяют, какие из них работают. Интенсивность извержения и доступ к воде играют жизненно важную роль. Исследования недавних извержений на Аляске и в Индонезии прояснили, как лед может генерировать молнии, хотя точная пропорция льда или пепла, необходимая для молнии, неясна. Исследователи продолжают отслеживать крупные извержения в поисках ответов.
Когда магма поднимается к поверхности вулкана, его вода быстро превращается в пар, который разбивает расплавленную породу на крошечные частицы. Это создает заряженные частицы на самой ранней стадии извержения.
Рядом с вулканическим жерлом крошечные электрические разряды излучают сигнал, известный как непрерывная радиочастота, что является ранним признаком извержения вулкана.
Когда шлейф пепла врывается в атмосферу, плотно упакованные частицы сталкиваются друг с другом под действием импульса. Трение заставляет их приобретать и терять электроны и становиться электрически заряженными.
Столкновения между частицами породы, процесс, известный как трибозаряд, происходят, когда частицы соскальзывают или отскакивают друг от друга.
Положительно заряженные частицы начинают отделяться от отрицательно заряженных частиц в шлейфе. Это приводит к дисбалансу заряда, который создает электрическое поле, достаточно сильное, чтобы вызвать вспышки молнии.
Частицы разного размера и заряда перемещаются с разной скоростью на всем протяжении шлейфа.
Если шлейф поднимется достаточно высоко в атмосфере, образуется лед. Обогащенные водой шлейфы, как правило, производят больше кристаллов льда. Когда лед, град и капли переохлажденной жидкости сталкиваются, количество молний резко возрастает.
На несколько миль выше этой точки вода в шлейфе начинает замерзать. Это может вызвать особенно интенсивные вспышки.
