В 79 году нашей эры Плиний Младший стал свидетелем извержения горы Везувий. Несколько лет спустя он записал разрушения в серии писем, в которых подробно описывались не только «вопли женщин, плач младенцев и крики мужчин», но и яростные силы природы, явные на сцене, в том числе «пугающая темнота». облака, разорванные молнией, искривленные и брошенные, открываются, открывая огромные фигуры пламени ».
Хотя струи черного дыма и ревущего пламени, описанные Плинием, скорее всего, совпадают с видением обычного человека извержения вулкана, молния, омраченная ужасающим изображением лавы, извергающейся с вершины вулкана, часто не может порезаться. Тем не менее, сообщает Maya Wei-Haas для National Geographic, эти электрические усики предлагают больше, чем просто эффектное световое шоу. Согласно новому исследованию, опубликованному в Журнале вулканологии и геотермальных исследований, молния может помочь исследователям лучше контролировать извержения, предоставляя информацию о поведении вулканов в режиме реального времени.
Ученые из Государственного университета Портленда, Геологической службы США (USGS), Университета Вашингтона и Национального управления океанических и атмосферных исследований воспользовались базой данных Всемирной молниеносной сети о молниеносной активности на 1563 действующих вулканах, а также спутниковыми изображениями, фиксирующими вулканические явления. расширение шлейфа, чтобы отследить молнии в различных точках во время извержения.
Команда обнаружила, что число ударов молнии, потрескивающих в небе, достигло максимума, поскольку извержение подверглось первоначальному усилению и уменьшилось, поскольку шлейф неуклонно расширялся, предполагая, что всплески активности отмечают ключевые изменения на ранних стадиях извержений.
По словам Вей-Хааса, молниеносный анализ имеет несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами мониторинга. Исследователи, как правило, полагаются на сейсмометры для оценки потенциальных вулканических угроз, но такие инструменты сложны в установке и обслуживании, то есть их часто устанавливают вулканы, граничащие с общинами, а не в отдаленных районах. К сожалению, относительная изоляция не исключает риска, поскольку самолеты, летящие над удаленными вулканами, могут быть затруднены вулканическим пеплом.
Спутниковые снимки и инфразвук являются двумя другими вариантами, но оба имеют свои недостатки: облака или темнота могут скрывать ключевые подсказки для неизбежного извержения, а звуковые волны, используемые в инфразвучании, могут перемешиваться при их перемещении на сотни миль. Обнаружение молнии, с другой стороны, является быстрым (даже опережая сообщения очевидцев) и менее восприимчивым к погодным препятствиям. Как рассказывает соавтор исследования Алекса Ван Итон, вулканолог из обсерватории вулканов Каскада Геологической службы США. В National Geographic свет также позволяет избежать потенциальных искажений, испытываемых звуковыми волнами.
Вулканическая молния давно озадачена учеными. Анжела Фриц, пишущая для «Вашингтон пост» в 2016 году, объясняет, что трудно поймать молнию в действии, поскольку удары происходят только в начале самых интенсивных извержений.
В общем, молния служит корректирующим механизмом для отрицательных и положительных зарядов, выделяющихся в атмосфере. При ударах молнии такие заряды нейтрализуются. Ученые знают, что виновниками вашей средней грозы являются наэлектризованные ледяные кристаллы, но до недавнего времени точная наука о вулканической молнии оставалась загадкой. Затем, в 2016 году, два исследования, отдельно опубликованные в Geophysical Research Letters, обрисовали многообещающие объяснения единственного явления.
Как отмечает Бекки Оськин «Живая наука», один доклад был посвящен видеоматериалам, инфразвуку и электромагнитному анализу, связанному с японским вулканом Сакурадзима. В совокупности данные свидетельствуют о том, что статическое электричество, генерируемое частицами, растирающимися в густых облаках пепла, было причиной вулканической молнии. Второе исследование, которое также возглавлял Ван Итон, было посвящено извержению вулкана Кальбуко в Чили в апреле 2015 года. Интересно, что команда зафиксировала явные сходства между вулканической молнией и грозовой молнией; несмотря на кажущуюся противоречивую природу ледяного вулкана, Ван Итон и ее коллеги обнаружили, что заполненные водяным паром облака разжижающегося пепла производят лед, который вызывает молнию так же, как грозовое облако.
В сочетании с новейшими результатами исследования 2016 года дают достаточно доказательств важности молнии в отслеживании вулканической активности. Но, как рассказывает Вэй-Хаас из компании National Geographic Вебаас, Ребекка Уильямс, вулканолог из Университета Халла, которая не участвовала в исследовании, остаются вопросы, в том числе вопрос о том, насколько хорошо сеть датчиков WWLLN различает штормовые и вулканические молнии.
«Необходимо проделать дополнительную работу, чтобы полностью различать два типа, но здесь есть большой потенциал», - говорит Халл.
Ван Итон разделяет это мнение, говоря Вей-Хаасу, что необходимо провести дополнительные исследования, прежде чем метод будет принят для широкого использования.
«Что мы действительно имеем в этой статье, так это некоторые сочные наблюдения», - заключает Ван Итон. «Я надеюсь, что это вызовет много интересных работ по моделированию, и люди, которые могут взять эти наблюдения и поднять их на следующий уровень».
