Shedding light on plumes
Исследователи из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана установили, что вулканические молнии возникают в результате разряда статического электричества, накапливаемого частицами пепла в поднимающемся шлейфе. Наблюдение за такими вспышками может помочь прогнозировать воздействие извержений вулканов.
Вулкан Сакурадзима на японском острове Кюсю — один из самых активных в мире. Его мощные взрывные извержения сопровождаются вулканическими молниями, освещающими огромные облака газа, пепла и обломков пород. Команда вулканолога Коррадо Чимарелли провела детальное изучение этих вспышек. Учёные выяснили, что трение при столкновении частиц пепла в турбулентных струях шлейфа придаёт им достаточный электростатический заряд для образования молний. Частота вспышек коррелирует с количеством выброшенного пепла. Это позволяет предположить, что мониторинг вулканических молний может стать средством определения распределения по размерам облаков пепла в атмосфере и улучшения прогнозов их воздействия на авиасообщение. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
«Мы использовали видеозаписи извержений Сакурадзимы, полученные высокоскоростной камерой, и объединили их с измерениями изменений электромагнитного поля и данными акустических датчиков», — поясняет Чимарелли. Анализ показал, что молнии в основном возникают в нижних слоях шлейфа, в пределах нескольких сотен метров над кратером. Здесь фрагментация частиц в турбулентной магме электризует пепел, а накопленный заряд разряжается в виде молний. В отличие от обычных молний, образующихся на больших высотах, для вулканических не требуются кристаллы льда как центры зарождения.
«Независимо от масштаба извержения, каждый выброс пепла сопровождается электрическими разрядами, — говорит Чимарелли. — Этот параметр можно дистанционно измерять даже в условиях плохой видимости и использовать как индикатор для оценки общей массы и распределения по размерам пепла в атмосфере. Это позволит быстро оценить распределение частиц и при необходимости предупредить авиационные власти».