Вулканическая молния, также известная как "грязная гроза" — это завораживающее и одновременно пугающее природное явление, которое представляет собой электрические разряды, возникающие непосредственно в облаке вулканического пепла во время извержения.
В отличие от обычных молний, рождающихся в грозовых тучах, вулканическая молния является продуктом взаимодействия геологических и атмосферных процессов.
Механизмы образования вулканической молнии
За появление вулканической молнии отвечают три ключевых механизма:
Трение и дробление
Во время извержения вулкана раскаленные частицы породы выбрасываются в атмосферу, где происходит их дробление (фрактоэмиссия). Параллельно этому процессу, частицы начинают интенсивно тереться друг об друга, что приводит к их электрической зарядке, как при трении воздушного шарика о волосы.
Столкновение больших электрических потенциалов
Молния образуется в результате столкновения больших электрических потенциалов, которые представлены отрицательно заряженными оседающими частицами пепла и положительно заряженными вулканическими газами, которые вздымаются. Примечательно, что чем мельче частицы, тем ярче и чаще разряды.
Участие льда
На высоте более семи километров в эруптивном облаке (массе газов и твердых обломков, выброшенных вулканическим извержением) водяной пар замерзает и превращается в крошечные кристаллы льда. Эти кристаллы, сталкиваясь между собой, генерируют статическое электричество по механизму, схожему с формированием обычных грозовых молний. Так вулканические молнии наблюдаются даже в верхних, холодных слоях атмосферы.
Виды вулканических молний
В зависимости от места возникновения и физических характеристик, вулканические молнии обычно разделяют на несколько типов:
- Приустьевые: сверкают у самого кратера, где концентрация частиц пепла максимальна.
- Высотные: бьют преимущественно в верхних частях эруптивного облака, где преобладает ледяной механизм образования заряда.
- По форме и характеру проявления выделяют шаровые, линейные и зарнично-подобные вспышки.
Историческая справка
Вулканические молнии наблюдались с древних времен, а первым документированным свидетельством этого грозного явления можно считать "Письма" Плиния Младшего, который в 79 году, наблюдая печально известное извержение Везувия, записал, что над кратером собрались темные тучи и сверкали молнии.
Рекордная на данный момент активность вулканических молний наблюдалась 14 января 2022 года во время извержения вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай — более 2 600 вспышек в минуту! Это максимум не только для вулканических, но и для всех типов молний.
Сегодня одним из самых известных мест наблюдения вулканических молний является Япония, где стратовулкан Сакурадзима, расположенный на острове Кюсю, активничает несколько раз в год. Его извержения часто сопровождаются впечатляющими электрическими разрядами, которые привлекают не только исследователей, но и туристов. Японские вулканологи окружили вулкан сетью датчиков, что позволяет в режиме реального времени отслеживать вулканические молнии и анализировать их характеристики. Другими "горячими точками" для наблюдения этого явления являются вулканы Индонезии, Филиппин и Чили, где регулярные извержения дают ученым бесценные данные.
Вулканические молнии и зарождение жизни
Вулканические молнии — один из основных абиотических факторов, влияющих на азотфиксацию Земли. Они разрывают молекулы атмосферного азота (N2), позволяя их атомам соединяться с кислородом и создавать соединения, критически важные для жизни.
Исследователи полагают, что вулканические молнии могли сыграть важную роль в химической эволюции и даже в происхождении жизни на нашей планете, способствуя образованию сложных органических соединений из простых газов в первичной атмосфере нашей планеты.