Salamaa esiintyy usein tietyissä tulivuorenpurkauksissa.. Tämä ilmiö on kiehtonut monia, ja siitä on tullut erityinen vetovoima luontokuvaajille. Ne, jotka ovat onnistuneet vangitsemaan nämä maagiset hetket, ovat saaneet palkintoja upeista kuvistaan. Yhdistelmä "apokalyptistä" mutta "mahtavaa" ilmapiiriä toimii muistutuksena siitä, kuinka upea, tuhoisa ja kunnioitusta herättävä luonto voi olla.
Meillä on kuitenkin tapana yhdistää salama ensisijaisesti ukkosmyrskyihin, ikään kuin tämä ilmiö olisi vain heille. Salama voi kuitenkin tapahtua myös tulivuorenpurkauksissa., ja on mielenkiintoista ymmärtää, miten ja miksi ne tapahtuvat. Seuraavaksi tutkimme tätä ilmiötä yksityiskohtaisesti alkaen sen alkuperästä ja sen tuotannon takana olevasta mekaniikasta.
Kuinka tulivuoren salama tapahtuu
Ilmiö salama tulivuorenpurkauksissa se ei ole uusi; Sen olemassaolo juontaa juurensa vuoteen 79 jKr., jolloin Vesuvius-tulivuoren kuuluisa purkaus tapahtui. Ymmärtääksemme kuinka nämä salamat syntyvät, meidän on ensin ymmärrettävä salaman luonne. Salama on sähköstaattinen purkaus, joka syntyy sähköpotentiaalierosta merkittävä kahden paikan välillä, mikä johtaa salamaan, kun kertynyt varaus on riittävä.
Tulivuorenpurkauksen aikana sinkoutuu ulos materiaaleja, kuten tuhkaa, laavaa ja kaasuja, jotka ovat aluksi sähköisesti neutraaleja. Nämä hiukkaset kuitenkin sinkoutuvat erittäin korkeissa lämpötiloissa, mikä tarkoittaa, että monet niistä pysyvät varautuneina, joko positiivisesti tai negatiivisesti. Tämä prosessi tapahtuu, koska Hiukkaset törmäävät toisiinsa nousunsa aikana, jolloin syntyy staattista sähköä. Salaman esiintyminen edellyttää, että nämä hiukkaset jakautuvat uudelleen avaruudessa ja synnyttävät sähkömagneettisen kentän, joka riittää aiheuttamaan sähköpurkauksen. The salama Popocatépetl-tulivuoressa ovat esimerkki siitä, kuinka nämä vuorovaikutukset voivat johtaa sähköisiin ilmiöihin.
Yleensä tunnistetaan pääasiassa kaksi mekanismia, joilla tuotetaan salaman synnyttämiseen tarvittava sähkövaraus: tribosähköisyys ja fraktosähköisyys. Tribosähköllä tarkoitetaan sähköä, joka syntyy materiaalien hankautumisesta ja kitkasta. Aivan kuten hieroessamme kampaa vaatteidemme päälle ja se vetää puoleensa pieniä paperinpaloja, sama periaate toimii tulivuorenpurkauksen yhteydessä. Kaasujen ja tuhkan poistamisen aikana virrat synnyttävät rakeiden välille voimakasta kitkaa, joka synnyttää sähkövarauksen. Jos tämä varaus saavuttaa tietyn arvon, tapahtuu sähköpurkaus, jonka havaitsemme salamana.
Toinen mekanismi, fraktosähköisyys, saa alkunsa vulkaanisten materiaalien väkivaltaisen repeämisen hetkellä, kun ne poistetaan. Tämä prosessi tuottaa merkittäviä sähkövarauksia. Molempien mekanismien yhdistelmä voi siksi olla vastuussa vulkaanisen salaman tuottamisesta. Toinen tärkeä tekijä on läsnä oleva vesihöyry, sillä jos tulivuoren päälle muodostuu suuria pilviä, ne voivat aiheuttaa myrskyn kaltaisia olosuhteita.
Vulkaanisen salaman vaarat
Salama ei ole vain upea visuaalinen spektaakkeli, vaan se aiheuttaa myös merkittävän vaaran ihmisille ja eläimille purkauksen lähellä. Testit ovat osoittaneet, että salama voi iskeä jopa etäisyyksille 20-30 km tulivuorelta. Siksi on erittäin tärkeää ryhtyä varotoimiin tulivuorenpurkauksen läheisyydessä. Useimmat ihmiset poistuvat alueelta nopeasti, joten tulivuoren salaman iskeminen ihmisiin on suhteellisen harvinaista, mutta ei olematonta.
Visuaalisen vaikutuksensa ja vahinkokykynsä lisäksi vulkaanisilla salamailla voi olla myös ympäristövaikutuksia. Yksi merkittävimmistä vaikutuksista on vulkaanisen tuhkan muuttuminen. Kun salama iskee, se voi saavuttaa yli lämpötilan 20,000 ° C, joka saa tuhkan sulamaan ja muuttumaan vulkaanisen lasin palloiksi. Nämä pienet hiukkaset voivat vaikuttaa terveyteen hengitettynä, ja ne voivat myös muuttaa tuhkan ja maaperän kemiallisia ominaisuuksia putoaessaan. Tällä koostumuksen muutoksella voi olla pitkäaikaisia vaikutuksia ympäristöön, samoin kuin muissa tulivuoren salamaa tuottavissa purkauksissa.
Lisäksi vulkaanisen salaman tiedetään olevan merkittävä haitallisten päästöjen, kuten typen oksidien (NOx) ja otsonin, lähde. NOx on tunnistettu yhdeksi tärkeimmistä saasteista kaupunkialueilla, kun taas otsoni, vaikka se on hyödyllistä stratosfäärissä, voi aiheuttaa hengitysvaikeuksia, kun se on lähellä pintaa.
Vulkaaninen salama ja elämän alkuperä
Kiehtova tutkimusalue on mahdollinen yhteys vulkaanisen salaman ja elämän syntymisen välillä. On teoriassa, että Maan alkuaikoina tulivuorenpurkaukset olivat paljon yleisempiä ja niiden mukana tulivuoren salamataajuus. Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että nämä sähköpurkaukset ovat saattaneet edistää olennaisten yhdisteiden muodostumista, jotka johtivat elämän muodostumiseen. Esimerkiksi vulkaanisen salaman on havaittu helpottavan typen kiinnittymistä muotoihin, joita organismit voivat käyttää.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että nämä salamat voivat tuottaa nitraatteja, jotka ovat välttämättömiä biosfäärille, koska nitraatit ovat välttämättömiä aminohappojen muodostumiselle ja siten tuntemallemme elämälle. Tutkimus keskittyy siihen, kuinka voimakas vulkaaninen toiminta olisi voinut tarjota ainesosia, jotka ovat välttämättömiä elämän kehittymiselle varhaisessa maapallossa. Syventyäksemme tähän kiehtovaan aiheeseen voimme kuulla lisää aiheesta .
Viimeaikaiset tulivuoren salaman tapaukset
Yksi merkittävimmistä esimerkeistä viimeaikaisesta tulivuoren salamatoiminnasta tapahtui Hunga Tonga -tulivuoren purkauksen aikana 15. tammikuuta 2022. Tämä tapahtuma on listattu kaikkien aikojen voimakkaimmaksi havaituksi tapahtumaksi, ja noin Tuhkapatsaan laskettiin 200,000 XNUMX salaman välähdystä purkauksen aikana. Tämä luku tarkoittaa uskomattoman keskimäärin 2,600 XNUMX salaman välähdystä minuutissa, mikä korostaa, kuinka voimakas ilmiö voi olla. Tutkijoille nämä luvut eivät ole vain visuaalisesti silmiinpistäviä, vaan auttavat myös ymmärtämään paremmin vulkaanisen salaman takana olevia mekanismeja.
Uusimmat tutkimukset ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden toistaa joitain näistä ilmiöistä kontrolloiduissa olosuhteissa, mikä tarjoaa entistä paremman käsityksen salaman synnystä. Ymmärtämällä salaman muodostumisprosessia tulivuorenpurkauksissa voidaan kehittää parempia ennustus- ja riskinarviointimalleja. Siksi tulivuoren salaman tutkimuksen edistyminen on ratkaisevan tärkeää lähiyhteisöjen turvallisuuden kannalta.
Kiehtova ja vaarallinen ilmiö
Kun tarkkailet salamoita tulivuorenpurkausten aikana, käy selväksi, että tämä ilmiö ei ole vain upea visuaalinen spektaakkeli, vaan myös muistutus luonnon tuhoisasta voimasta. Niiden alkuperän ja niitä tuottavien mekanismien ymmärtäminen on välttämätöntä tieteellisen tutkimuksen lisäksi myös aktiivisten tulivuorten lähellä asuvien yhteisöjen turvallisuuden kannalta.
