Вулканическая молния

редактировать
Вулканическая молния
Тааль Удар молнии Во время извержения (обрезано).jpg Вулканическая молния во время извержения в январе 2020 г. из Вулкан Таал
ЭффектМолния

Вулканическая молния - это электрический разряд, вызванный извержением вулкана, а не обычной грозой. Вулканические молнии возникают в результате столкновения, фрагментации частиц вулканического пепла (а иногда и льда ), которые генерируют статическое электричество внутри вулканического шлейфа, что привело к названию грязная гроза . Влажная конвекция и образование льда также определяют динамику плюма извержения и могут вызвать вулканические молнии. Но в отличие от обычных гроз, вулканические молнии также могут возникать до того, как в облаке пепла образуются кристаллы льда.

Самые ранние зарегистрированные наблюдения вулканических молний взяты из Плиния Младшего, описывающего извержение горы Везувий в 79 году нашей эры: «Была самая глубокая тьма, которая становилась еще более ужасающей из-за прерывистого сияния факелов, которые через промежутки времени были скрыты кратковременным сиянием молний». Первые исследования вулканических молний были также проведены на горе Везувий профессором Пальмиери, который наблюдал извержения 1858, 1861, 1868 и 1872 годов из обсерватории Везувия. Эти извержения часто включали в себя молниеносную активность.

Знаменитый снимок этого явления был сфотографирован Карлосом Гутьерресом и произошел в Чили над вулканом Чайтен. Он широко распространялся в Интернете. Еще один примечательный снимок этого явления - «Сила природы», сделанный мексиканским фотографом Серхио Тапиро в Колима, Мексика, который занял третье место (категория «Природа») на фотоконкурсе World Press Photo 2016. Другие случаи были зарегистрированы над вулканом гора Августин на Аляске, вулканом Исландии Эйяфьятлайокудль, вулканом Этна в Сицилии, Италия и вулкан Таал на Филиппинах.

Содержание

  • 1 Механизмы зарядки
    • 1.1 Зарядка льда
    • 1.2 Фрикционная зарядка
    • 1.3 Фрактоэмиссия
    • 1.4 Радиоактивный заряд
  • 2 Другие факторы, влияющие на вулканические молнии
    • 2.1 Высота плюма
  • 3 Вызванные молнией вулканические сферулы
  • 4 Ссылки

Механизмы зарядки

извержение горы в 1994 г. Ринджани

Заряд льда

Считается, что заряд льда играет важную роль в некоторых типах шлейфов извержения, особенно тех, которые поднимаются выше уровня замерзания или связаны с взаимодействием магмы и воды.. Обычные грозы производят молнии из-за заряда льда, так как водяные облака становятся электрифицированными в результате столкновения кристаллов льда и других гидрометеоров. Вулканические шлейфы также могут нести обильную воду. Эта вода поступает из магмы, испаряется из окружающих источников, таких как озера и ледники, и уносится из окружающего воздуха, когда шлейф поднимается над атмосферой. Одно исследование показало, что содержание воды в вулканических шлейфах может быть больше, чем в грозах. Вода первоначально транспортируется в виде горячего пара, который конденсируется в жидкость в восходящей колонне и в конечном итоге замерзает до льда, если шлейф охлаждается значительно ниже точки замерзания. Некоторые извержения даже вызывают вулканический град. В поддержку гипотезы о ледяном заряде входит наблюдение, что грозовая активность значительно возрастает, когда вулканические шлейфы поднимаются выше уровня замерзания, и свидетельства того, что кристаллы льда на вершине наковальни вулканического облака являются эффективными переносчиками заряда.

Трение заряд

Трибоэлектрическая (фрикционная) зарядка в шлейфе вулкана во время извержения считается основным механизмом электрического заряда. Электрические заряды образуются, когда осколки горных пород, пепел и частицы льда в вулканическом шлейфе сталкиваются и создают статические заряды, подобно тому, как частицы льда сталкиваются в обычных грозах. Конвективная активность, вызывающая подъем факела, затем разделяет различные области заряда, что в конечном итоге вызывает электрический пробой.

Фрактоэмиссия

Фрактоэмиссия - это образование заряда в результате дробления частиц породы. Это может быть значительный источник заряда рядом с извергающимся источником.

Радиоактивный заряд

Хотя считается, что он оказывает небольшое влияние на общую зарядку вулканических шлейфов, естественных радиоизотопов внутри выброшенных частиц породы, тем не менее, может влиять на заряд частиц. В ходе исследования частиц пепла от извержений Эйяфьядлайёкюдль и Гримсвётн ученые обнаружили, что оба образца обладают естественной радиоактивностью выше фонового уровня, но что радиоизотопы являются маловероятным источником саморазвития. заряжается в шлейфе Эйяфьятлайокудль. Тем не менее, существует возможность для большей зарядки вблизи вентиляционного отверстия, где размер частиц больше. Исследования продолжаются, и электрификация с помощью радиоизотопов, таких как радон, в некоторых случаях может быть значительным и при различных величинах довольно распространенным механизмом.

Другие факторы, влияющие на вулканические молнии

Высота шлейфа

Высота шлейфа пепла, по-видимому, связана с механизмом, который генерирует молнию. В более высоких пепловых шлейфах (7–12 км) большие концентрации водяного пара могут способствовать молниеносной активности, в то время как более мелкие пепловые шлейфы (1–4 км), по-видимому, получают больше своего электрического заряда от фрагментации горных пород возле жерла вулкана ( фрактоэмиссия). Температура воздуха также играет роль в образовании молний. Более низкие температуры окружающей среды способствуют замерзанию и заряду льда внутри шлейфа, что приводит к большей электрической активности.

Вызванные молнией вулканические сферулы

Экспериментальные исследования и изучение вулканических отложений показали, что вулканическое освещение создает побочный продукт, известный как «вызванный молнией» (LIVS). Эти крошечные стеклянные шарики образуются во время высокотемпературных процессов, таких как удары молнии «облако-земля», аналогично фульгуритам. Температура молнии может достигать 30 000 ° C. Когда этот болт контактирует с частицами золы внутри шлейфа, он может делать одно из двух: (1) полностью испарять частицы золы или (2) заставлять их плавиться, а затем быстро затвердевать, когда они остывают, образуя форму шара. Присутствие вызванных молнией вулканических сфер может предоставить геологическое свидетельство вулканической молнии, когда сама молния не наблюдалась напрямую.

Ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с: Вулканическими молниями
Последняя правка сделана 2021-06-18 05:03:07
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте