Λύθηκε το μυστήριο των ηφαιστειακών κεραυνών; Νέα μελέτη εξηγεί το φαντασμαγορικό φαινόμενο

Μεγάλο βήμα έκαναν οι ερευνητές στην κατανόηση του ηφαιστειακού κεραυνού, ενός από τα πιο εντυπωσιακά ατμοσφαιρικά φαινόμενα, που μπορεί να παρατηρηθεί ανάμεσα στα σύννεφα καπνού και τέφρας κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης.

Σύμφωνα με δημοσίευμα του Guardian, η ένταση του φαινομένου μπορεί να είναι ακραία, καθώς η έκρηξη του ηφαιστείου Hunga Tonga Hunga Ha' apai στο αρχιπέλαγος της Τόνγκα το 2022, παρήγαγε περισσότερες από 2.600 ηλεκτρικές εκκενώσεις το λεπτό, οι οποίες έφταναν έως και τα 31 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Είναι γνωστό ότι τα νεφοσυστήματα καταιγίδων φορτίζονται ηλεκτρικά μέσω συγκρούσεων ανάμεσα σε κρυστάλλους πάγου που ανυψώνονται από ισχυρά ανοδικά ρεύματα και σε σωματίδια χαλαζιού. Ο πάγος αποκτά θετικό φορτίο και το χαλάζι αρνητικό.

Ωστόσο, αυτό που παρέμενε αινιγματικό για τους επιστήμονες ήταν το πώς ένα ηφαιστειακό νέφος, το οποίο είναι ξηρό και αποτελείται από τέφρα και θραύσματα πετρωμάτων, μπορεί να αποκτά ηλεκτρικό φορτίο, καθώς τα σωματίδια του ίδιου υλικού δεν θα έπρεπε θεωρητικά να φορτίζονται κατά τις μεταξύ τους συγκρούσεις.

Τα μόρια πλούσια σε άνθρακα λύνουν το αίνιγμα

Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας, δείχνει ότι το μυστικό κρύβεται σε ένα λεπτό στρώμα μορίων πλούσιων σε άνθρακα που καλύπτει τα σωματίδια. Τα απολύτως καθαρά σωματίδια πυριτίου δεν τείνουν να φορτίζονται, όμως όταν υπάρχει επίστρωση άνθρακα, κατά τις συγκρούσεις παρατηρείται μεταφορά φορτίου. Το φαινόμενο μπορεί να προκληθεί ακόμη και με απλή θέρμανση του πυριτίου, καθώς στην ατμόσφαιρα υπάρχουν επαρκή μόρια που περιέχουν άνθρακα ώστε να δημιουργηθεί επιφανειακή ρύπανση.

Η θερμότητα και τα ισχυρά ανοδικά ρεύματα μέσα σε ένα ηφαιστειακό νέφος δημιουργούν ακριβώς τις κατάλληλες συνθήκες για τη φόρτιση των σωματιδίων, εξηγώντας έτσι τα εντυπωσιακά φαινόμενα κεραυνών που συνοδεύουν τις εκρήξεις.