Was verursacht unheimliche vulkanische Blitze?

Nachts blitzen ominöse Blitze über ausbrechenden Vulkanen den Himmel wie ein lebendiger Albtraum. Nun sind Wissenschaftler dem Verständnis von vulkanischem Blitz, der sowohl von Asche als auch von Eis stammt, näher gekommen, wie zwei neue Studien zeigen.

Die Entstehung des vulkanischen Blitzes zu entschlüsseln war schwierig. Bei Gewittern sind die Täter kollidierende Eiskristalle, die genügend elektrische Ladung erzeugen, um einen Blitz auszulösen. Aber Aschewolken sind weniger vorhersehbar und schwieriger zu untersuchen als Superzellen (Gewitterstürme), so dass Wissenschaftler immer noch versuchen herauszufinden, was vulkanische Blitze auslöst. Zum Beispiel scheint es absurd, Eis in einem vulkanischen Inferno für Blitz verantwortlich zu machen.

Zwei neue Studien zeigen verschiedene Gründe für Blitze über Vulkanausbrüchen. Eine Ursache ist statische Elektrizität, die sich aus Partikeln zusammenbindet, die sich in dichten Aschewolken in Bodennähe reißen. Die andere Quelle des Blitzes findet in der Nähe der Stratosphäre, hoch über der Erdoberfläche, statt, wo sich klirrende Eiskristalle mächtige Stöße auslösen.

Am Vulkan Sakurajima in Japan sind Aschepartikel verantwortlich für Blitze, die in Bodennähe auftraten, wie Forscher von Corrado Cimarelli, Vulkanologe an der Ludwig-Maximilians-Universität in München, am 23. Februar in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters berichten. Für diese Studie nahmen die Wissenschaftler Videoaufnahmen von vulkanischen Blitzen in Sakurajima auf, einem der aktivsten Vulkane der Welt. Durch den Vergleich des Videos mit Infraschall und elektromagnetischen Daten entdeckten die Forscher, dass dicke Aschewolken statische Elektrizität erzeugen. Die Partikel reiben aneinander und der entstehende Ladungsaufbau erzeugt Blitzeinschläge. (Dies wird Triboelektrizität genannt.)

Eis spielt auch eine Rolle in vulkanischen Blitzen, eine separate Studie gefunden. Die Forscher verfolgten während eines Ausbruchs des Calbuco-Vulkans in Chile im April 2015 die Lage von Blitzeinschlägen. In diesem Fall brachen die Bolzen etwa 60 Meilen (etwa 100 Kilometer) von der Eruption und in der Nähe von stratosphärischen Höhen von etwa 12 Meilen (20 km) über der Erdoberfläche. Die Wissenschaftler vermuten, dass Eis am oberen Ende der dünnen Aschewolke - die auch Wasserdampf transportierte - Eis bildete, das wie eine Gewitterwolke blitzt. Die Studie wurde am 12. April in Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Diese Entdeckungen könnten wichtige Auswirkungen auf die Vulkanüberwachung haben. Weil größere Eruptionen mehr Blitze auslösen, "einfach zu sehen, dass der Blitz mit einem Ausbruch verbunden ist, sagt Ihnen, dass es mögliche Luftfahrtprobleme gibt", sagte Alexa Van Eaton, Hauptautor der Calbuco-Studie und Vulkanologe am US Geological Survey Cascades Volcano Observatory in Vancouver, Washington.

Während der Eruption des Vulkans Pavlof im März nutzten Van Eaton und ihre Kollegen das World Wide Lightning Location Netzwerk, um die Aschewolke des Vulkans zu überwachen, sagte sie. Die Asche aus Pavlof und anderen südwestlichen Alaska-Vulkanen kann auf internationale und lokale Flugrouten abwandern.

Schließlich hofft Van Eaton, mit Blitzblitzen die Macht von Vulkanausbrüchen aus der Ferne abschätzen zu können. "Lightning sagt uns Dinge, die andere geophysikalische Überwachungstechniken nicht sehen können", sagte van Eaton gegenüber Live Science. Größere Eruptionen lösen mehr Blitze aus, sagte van Eaton. "Einfach zu sehen, dass Blitze mit einem Ausbruch verbunden sind, sagt Ihnen, dass es potentielle Luftverkehrsprobleme gibt, und sie informiert darüber, wie Sie auf einen Vulkan reagieren", sagte sie.

Beide Studien bringen auch Wissenschaftler näher, die das Geheimnis der vulkanischen Beleuchtung lösen. "Es ist überraschend, dass es innerhalb eines Vulkanausbruchs-Systems, das Elektrifizierung erzeugt, wirklich unterschiedliche Prozesse gibt", sagte van Eaton. "Es öffnet eine Welt von Fragen, von denen wir nicht einmal wussten, dass sie existierten."

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