Λύθηκε το μυστήριο των «ηφαιστειακών κεραυνών» – Το στοιχείο-κλειδί που εξηγεί το εντυπωσιακό φαινόμενο

Ερευνητές βρίσκονται ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του φαινομένου του κεραυνού που συνοδεύει τις ηφαιστειακές εκρήξεις – ενός από τα πιο εντυπωσιακά ατμοσφαιρικά θεάματα, το οποίο παρατηρείται ανάμεσα στα σύννεφα καπνού και στάχτης κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης. Η ένταση του φαινομένου είναι εντυπωσιακή: η έκρηξη του Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai στο αρχιπέλαγος της Τόνγκα το 2022 παρήγαγε περισσότερους από 2.600 κεραυνούς το λεπτό, οι οποίοι έφταναν έως και 31 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Είναι γνωστό ότι τα σύννεφα καταιγίδας αποκτούν ηλεκτρικό φορτίο λόγω συγκρούσεων μεταξύ κρυστάλλων πάγου που ανεβαίνουν με τα ανοδικά ρεύματα και σωματιδίων χαλαζιού που πέφτουν. Οι κρύσταλλοι πάγου φορτίζονται θετικά, ενώ το χαλάζι αρνητικά. Το ερώτημα που απασχολούσε τους επιστήμονες ήταν πώς ένα ηφαιστειακό νέφος, το οποίο είναι ξηρό και αποτελείται από στάχτη και θραύσματα πετρωμάτων, μπορεί να αποκτήσει ηλεκτρικό φορτίο, αφού τα σωματίδια του ίδιου υλικού δεν θα έπρεπε να το κάνουν μέσω συγκρούσεων.

Η νέα έρευνα αποκαλύπτει τον μηχανισμό

Μια νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature από το Institute of Science and Technology Austria, δείχνει ότι το «μυστικό» βρίσκεται σε μια λεπτή επίστρωση μορίων πλούσιων σε άνθρακα. Τα απολύτως καθαρά σωματίδια πυριτίας δεν έτειναν να αποκτούν φορτίο· ωστόσο, όταν υπήρχε επίστρωση άνθρακα, η μεταφορά φορτίου συνέβαινε κατά τις συγκρούσεις.

Το φαινόμενο μπορούσε να προκληθεί ακόμη και απλώς θερμαίνοντας την πυριτία, καθώς τα μόρια που περιέχουν άνθρακα στον αέρα επαρκούν για να προκαλέσουν επιφανειακή επιμόλυνση. Η θερμότητα και τα ανοδικά ρεύματα του ηφαιστειακού νέφους δημιουργούν τις ιδανικές συνθήκες για τη φόρτιση των σωματιδίων, εξηγώντας έτσι τα εντυπωσιακά φαινόμενα ηφαιστειακών κεραυνών που συνοδεύουν τις μεγάλες εκρήξεις.