Οι εκρήξεις ηφαιστείων ηλεκτρίζουν τον… Δία

Άλυτο μυστήριο της φύσης παραμένει η αιτία που προκαλεί τις σφοδρές
ηλεκτρικές καταιγίδες πάνω από τον κρατήρα ενός ηφαιστείου την ώρα της
έκρηξης.

Τεράστιες ποσότητες φωτιάς, λάβας και νερού εκτοξεύονται από τον κρατήρα των ηφαιστείων, προκαλώντας εντυπωσιακό θέαμα για τους παρατηρητές και δημιουργώντας απορίες για τις ηλεκτρικές καταιγίδες που ξεσπούν την ίδια ώρα

Στο πέρασμα των αιώνων έχουν καταγραφεί περισσότερες από 150 περιπτώσεις
ηλεκτρικών καταιγίδων τη στιγμή που εκρήγνυται ένα ηφαίστειο. Όσοι το έχουν
δει με τα μάτια τους λένε πως πρόκειται για ένα από τα πιο εντυπωσιακά θεάματα
του φυσικού κόσμου. Κατά την έκρηξη το 1980 του ηφαιστείου της Αγίας Ελένης
στην Αμερική, η συχνότητα της καταιγίδας έφτασε τον έναν κεραυνό το
δευτερόλεπτο.

Παρ’ όλο που αυτοί οι κεραυνοί δεν είναι τόσο επικίνδυνοι για τους ανθρώπους,
όσο η ίδια η έκλυση τεράστιας ποσότητας καυτής λάβας, στάχτης και βράχων, οι
επιστήμονες δίνουν ιδιαίτερη σημασία στο φαινόμενο. H εξήγηση όμως τους
διαφεύγει. Κανείς δεν είναι σίγουρος τι προκαλεί τις βίαιες καταιγίδες.
Υπάρχουν βέβαια αρκετές θεωρίες. H επικρατέστερη λέει ότι το μυστικό κρύβεται
στο υλικό που εκτοξεύεται από τον κρατήρα και φτάνει σε πολύ μεγάλα ύψη στην
ατμόσφαιρα. H τριβή που δημιουργείται ανάμεσα στα σωματίδια στάχτης προκαλεί
ηλεκτρικά φορτία που δημιουργούν τις αστραπές.

Δεν είναι λίγοι όμως αυτοί που μελετούν τις καταιγίδες, καθώς η εξήγηση του
φαινομένου στα έγκατα της γης μπορεί να τους δείξει πώς συμπεριφέρονται τα
νέφη λάβας και στάχτης. Κάτι που απασχολεί ιδιαίτερα τις αεροπορικές
εταιρείες, μια που τα νέφη αυτά εκτινάσσονται σε ύψος πολλών χιλιομέτρων στην
ατμόσφαιρα, με ταχύτητα 400 μέτρων το δευτερόλεπτο και εξαπλώνονται χιλιάδες
χιλιόμετρα μακριά από το σημείο της έκρηξης.

Κεραυνοί και αστραπές που σχηματίζονται πάνω από έναν κρατήρα την ώρα της έκρηξης εντυπωσιάζουν αλλά και προβληματίζουν τους επιστήμονες που αδυνατούν να εξηγήσουν το φαινόμενο. Τέτοια ηφαιστειακή καταιγίδα σημειώθηκε στην έκρηξη του Πακάγια στη Γουατεμάλα το 2000

Έτσι, η έρευνα δύο ειδικών, οι οποίοι ανέπτυξαν μία νέα θεωρία για το
φαινόμενο, προκαλεί μεγάλο ενδιαφέρον στην επιστημονική κοινότητα. Οι Ερλ
Γουίλιαμς, μετεωρολόγος με ειδίκευση στις ηλεκτρικές καταιγίδες από το
Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) και Στίβεν ΜακΝάτ ηφαιστειολόγος
του Πανεπιστημίου της Αλάσκας πιστεύουν ότι οι κεραυνοί προκαλούνται από τις
τεράστιες ποσότητες νερού που περιέχει το ηφαιστειακό μάγμα. Την ώρα της
έκρηξης, το νερό απελευθερώνεται από τον κρατήρα, καλύπτει τα στερεά σωματίδια
όπως αυτά της στάχτης και μετατρέπεται σε πάγο.

Αν η θεωρία τους είναι σωστή και τα νέφη περιέχουν τόσο πολύ νερό, τότε
κρύβεται ένας ακόμα μεγάλος κίνδυνος: Τη δημιουργία κατολισθήσεων λάσπης,
γνωστές ως λαχάρ. Και η μελέτη του φαινομένου μπορεί να οδηγήσει στη σωστή
διαχείριση μίας φυσικής καταστροφής. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες ήξεραν πως οι
κατολισθήσεις δημιουργούνται από το λειώσιμο των πάγων και του χιονιού που
βρίσκονται ήδη στις πλαγιές ενός ηφαιστείου. Αν όμως μία έκρηξη εκτοξεύει τόσο
πολύ νερό, και μάλιστα σε συμπυκνωμένη μορφή, στην ατμόσφαιρα, μπορεί να
προκαλέσει κατολισθήσεις χωρίς την παρουσία χιονιού στις πλαγιές.

Με τη βοήθεια μαθηματικών εξισώσεων, οι ερευνητές ανακάλυψαν πως οι συνθήκες
που δημιουργούνται στην ατμόσφαιρα μετά την έκρηξη είναι παρόμοιες με αυτές
που επικρατούν στα καταιγιδοφόρα νέφη και προκαλούν τους κεραυνούς. «Κοντά στο
έδαφος», εξηγεί ο Γουίλιαμς, «η θερμοκρασία του νέφους στάχτης και λάβας είναι
εκατοντάδες βαθμοί Κελσίου, αλλά καθώς κερδίζει ύψος και αναμειγνύεται με την
ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία του μειώνεται.

Στο ύψος της τροπόσφαιρας, είναι πλέον ίδια με το γύρω περιβάλλον. Ξέρουμε πως
τα βασικά συστατικά μίας καταιγίδας με κεραυνούς είναι το νερό κι ο πάγος.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας, σε μία ηφαιστειακή έκρηξη υπάρχει ακόμα
περισσότερο νερό».

Οι κρατήρες θα αποκαλύψουν το μυστικό

Με τη θεωρία των δύο επιστημόνων, συμφωνούν και οι μαρτυρίες από
εκρήξεις του παρελθόντος. Αυτόπτες μάρτυρες στην έκρηξη του Βεζουβίου το 1806,
έκαναν λόγο για μία μαύρη πυκνή βροχή από νερό, λάσπη και θειάφι. Στην έκρηξη
της Αγίας Ελένης στην Ουάσιγκτον, οι θεατές πρόσεξαν σκούρα γκρι λάσπη που
έπεφτε από τα σύννεφα στάχτης και μία βροχή από μπάλες λάσπης που έπεφτε επί
αρκετή ώρα. Σε άλλες περιστάσεις, παρατηρείται πάγος. Στην Ισλανδία για
παράδειγμα, το 1966, έπεσε βροχή από παγωμένη λάβα που έμοιαζε με χαλάζι.

Το νερό από μόνο του βέβαια, δεν προκαλεί κεραυνούς. Όμως, κι άλλα δεδομένα
απαραίτητα για τη δημιουργία καταιγίδων έχουν παρατηρηθεί σε ηφαίστεια. Όπως
για παράδειγμα στην Αγία Ελένη, βρέθηκαν αρνητικά φορτισμένα σωματίδια σε
χαμηλό υψόμετρο και θετικά φορτισμένα σε μεγαλύτερο ύψος. Το ίδιο παρατηρήθηκε
και στα νέφη στάχτης που εκτοξεύτηκαν από τον κρατήρα του ηφαιστείου
Σακουρατζίμα το 1966.

Υπάρχουν βέβαια και διαφορετικές απόψεις για τις ηφαιστειακές καταιγίδες. Ο
Μάικ Τζέιμς, ερευνητής ηφαιστείων στο Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ στην Αγγλία,
πιστεύει πως οι καταιγίδες εκδηλώνονται πολύ γρήγορα μετά την έκρηξη και δεν
είναι δυνατόν να έχουν προκληθεί από τον σχηματισμό πάγου στα υψηλότερα
στρώματα της ατμόσφαιρας. Ο ίδιος λέει ότι οι κεραυνοί οφείλονται στο
θρυμμάτισμα του μάγματος πάνω από τον κρατήρα.

Δύο από τα μυστήρια της υπόθεσης πάντως, είναι από τη μία η απουσία καταιγίδων
στις περισσότερες εκρήξεις και από την άλλη η δημιουργία τους ακόμα και σε
εκρήξεις πολύ μικρού μεγέθους. Αλλά είναι δύσκολο να δοθούν έγκυρες απαντήσεις
σε όλα αυτά. Κι αυτό γιατί οι επιστήμονες πρέπει να παρατηρήσουν τις εκρήξεις
«από μέσα». Μία λύση που προτείνεται είναι τα τηλεκατευθυνόμενα αεροπλανάκια,
που θα μπορούσαν να πετάξουν μέσα στα σύννεφα στάχτης και λάβας. Οι
μετεωρολόγοι τα χρησιμοποιούν ήδη για να μελετήσουν τις μεγάλες καταιγίδες και
τα στέλνουν στο μάτι του κυκλώνα για να καταγράψουν δεδομένα. Αν και το
πρόβλημα είναι πώς τα ηφαίστεια στις περισσότερες περιπτώσεις εκρήγνυνται
ξαφνικά χωρίς προειδοποίηση. Οι έρευνες μέσα κι έξω από τους κρατήρες πάντως,
συνεχίζονται.

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου