Žaibai dažnai įvyksta tam tikrų ugnikalnių išsiveržimų metu.. Šis reiškinys sužavėjo daugelį, tapęs ypatinga gamtos fotografų atrakcija. Tie, kuriems pavyko užfiksuoti šias magiškas akimirkas, gavo apdovanojimus už nuostabius vaizdus. „Apokaliptinės“, bet „nuostabios“ atmosferos derinys primena, kokia pasakiška, griaunanti ir baimę kelianti gali būti gamta.
Tačiau mes linkę žaibą pirmiausia sieti su perkūnija, tarsi šis reiškinys būtų išskirtinis tik jiems. Tačiau žaibai gali įvykti ir ugnikalnio išsiveržimų metu., ir įdomu suprasti, kaip ir kodėl jie atsiranda. Toliau mes išsamiai išnagrinėsime šį reiškinį, pradedant nuo jo kilmės ir gamybos mechanikos.
Kaip atsiranda vulkaninis žaibas
Reiškinys, žaibas ugnikalnių išsiveržimų metu tai nėra nauja; Jo egzistavimas datuojamas 79 mūsų eros metais, kai Vezuvijaus ugnikalnis turėjo savo garsųjį išsiveržimą. Norėdami suprasti, kaip šie žaibai generuojami, pirmiausia turime suprasti žaibo prigimtį. Žaibas yra elektrostatinė iškrova, kuri susidaro iš elektros potencialo skirtumo reikšmingas tarp dviejų vietų, dėl ko žaibuoja, kai pakanka sukaupto krūvio.
Vulkano išsiveržimo metu išmetamos tokios medžiagos kaip pelenai, lava ir dujos, kurios iš pradžių yra elektriškai neutralios. Tačiau šios dalelės išmetamos labai aukštoje temperatūroje, o tai reiškia, kad daugelis jų lieka įkrautos teigiamai arba neigiamai. Šis procesas vyksta dėl Kilimo metu dalelės susiduria viena su kita, sukurdamos statinę elektrą. Kad įvyktų žaibas, šios dalelės turi persiskirstyti erdvėje ir sukurti elektromagnetinį lauką, kurio pakaktų elektros iškrovai sukelti. The žaibas ant Popocatépetl ugnikalnio yra pavyzdys, kaip šios sąveikos gali sukelti elektrinius reiškinius.
Apskritai iš esmės atpažįstami du mechanizmai, kuriais sukuriamas elektros krūvis, būtinas žaibui generuoti: triboelektra ir fraktoelektra. Triboelektra reiškia elektrą, pagamintą trinantis ir trintis medžiagoms. Lygiai taip pat, kaip šukomis patrynus drabužius ir jos pritraukia mažyčius popieriaus gabalėlius, ugnikalnio išsiveržimo atveju veikia tas pats principas. Išstumiant dujas ir pelenus, srovės sukuria intensyvią grūdų trintį, dėl kurios susidaro elektros krūvis. Jei šis krūvis pasiekia tam tikrą vertę, atsiranda elektros iškrova, kurią stebime kaip žaibą.
Kitas mechanizmas, fraktoelektra, atsiranda tuo metu, kai vulkaninės medžiagos smarkiai plyšta, kai jos išstumiamos. Šis procesas sukuria didelius elektros krūvius. Todėl abiejų mechanizmų derinys gali būti atsakingas už ugnikalnio žaibo atsiradimą. Kitas svarbus veiksnys yra vandens garai, nes jei virš ugnikalnio susidaro dideli debesys, jie gali sukelti į audrą panašias sąlygas.
Vulkaninio žaibo pavojai
Žaibas yra ne tik stulbinantis reginys, bet ir kelia didelį pavojų žmonėms bei gyvūnams šalia išsiveržimo. Bandymai parodė, kad žaibas gali trenkti iki 20–30 km nuo ugnikalnio. Todėl labai svarbu imtis atsargumo priemonių esant ugnikalnio išsiveržimui. Dauguma žmonių yra linkę greitai palikti teritoriją, todėl vulkaninio žaibo nutrenkti atvejai yra gana reti, tačiau jų nebūna.
Vulkaniniai žaibai, be vizualinio efekto ir gebėjimo padaryti žalą, taip pat gali turėti pasekmių aplinkai. Vienas ryškiausių padarinių yra vulkaninių pelenų pasikeitimas. Kai žaibas trenkia, temperatūra gali siekti daugiau nei 20,000 ° C, dėl kurio pelenai išsilydo ir virsta vulkaninio stiklo sferomis. Šios mažos dalelės gali pakenkti sveikatai įkvėpus, taip pat gali pakeisti pelenų ir dirvožemio chemines savybes, kai jos patenka. Šis sudėties pokytis gali turėti ilgalaikį poveikį aplinkai, panašų į tai, kas atsitinka per kitus išsiveržimus, sukeliančius ugnikalnio žaibus.
Be to, žinoma, kad vulkaninis žaibas yra svarbus kenksmingų išmetamųjų teršalų, tokių kaip azoto oksidai (NOx) ir ozonas, šaltinis. NOx buvo nustatytas kaip vienas iš pagrindinių teršalų miesto teritorijose, o ozonas, nors ir naudingas stratosferoje, gali sukelti kvėpavimo problemų, kai yra šalia paviršiaus.
Vulkaninis žaibas ir gyvybės kilmė
Įspūdinga studijų sritis yra galimas ryšys tarp ugnikalnio žaibo ir gyvybės atsiradimo. Teoriškai teigiama, kad pirmaisiais Žemės laikais ugnikalnių išsiveržimai buvo daug dažnesni, o kartu su jais ir ugnikalnių žaibų dažnis. Naujausi tyrimai rodo, kad šios elektros iškrovos galėjo prisidėti prie esminių junginių, lėmusių gyvybės formavimąsi, susidarymo. Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad vulkaninis žaibas palengvina azoto fiksavimą į formas, kurias gali naudoti organizmai.
Tyrimai parodė, kad šie žaibai gali gaminti nitratus, kurie yra būtini biosferai, nes nitratai yra būtini aminorūgščių susidarymui, taigi ir mūsų žinomai gyvybei. Tyrime pagrindinis dėmesys skiriamas tai, kaip intensyvi vulkaninė veikla galėjo suteikti ingredientų, reikalingų gyvybės vystymuisi ankstyvojoje Žemėje. Norėdami pasigilinti į šią įdomią temą, galime pasikonsultuoti daugiau apie .
Naujausi ugnikalnio žaibo atvejai
Vienas ryškiausių pastarojo meto ugnikalnio žaibo veiklos pavyzdžių įvyko 15 m. sausio 2022 d. išsiveržus Hunga Tonga ugnikalniui. Šis įvykis buvo įtrauktas į intensyviausią kada nors užregistruotą įvykį. Pelenų kolonoje suskaičiuota 200,000 XNUMX žaibų išsiveržimo metu. Šis skaičius reiškia neįtikėtiną 2,600 žaibo blyksnių per minutę vidurkį, o tai rodo, koks galingas gali būti reiškinys. Tyrinėtojams šie skaičiai yra ne tik ryškūs, bet ir padeda geriau suprasti ugnikalnio žaibo mechanizmus.
Naujausi tyrimai leido mokslininkams atkurti kai kuriuos iš šių reiškinių kontroliuojamomis sąlygomis, o tai suteikia dar daugiau informacijos apie tai, kaip generuojamas žaibas. Suvokus žaibo formavimosi procesą ugnikalnių išsiveržimų metu, galima sukurti geresnius prognozavimo ir rizikos vertinimo modelius. Todėl vulkaninių žaibų tyrimų pažanga yra labai svarbi netoliese esančių bendruomenių saugumui.
Įspūdingas ir pavojingas reiškinys
Stebint žaibus ugnikalnio išsiveržimų metu, tampa aišku, kad šis reiškinys yra ne tik stulbinantis vizualinis reginys, bet ir priminimas apie griaunančią gamtos galią. Suprasti jų kilmę ir juos gaminančius mechanizmus būtina ne tik atliekant mokslinius tyrimus, bet ir dėl bendruomenių, gyvenančių šalia veikiančių ugnikalnių, saugumo.
