Forskere registrerer vulkansk torden for første gang

Lyn blænder os, og vulkanske fjer kan være fascinerende. Så en vulkan midt i udbruddet flankeret af lyn-zigzags må være en af ​​de sejeste briller i naturen. Og det er. Folk har set denne skærm udfolde sig i tusinder af år. Da Plinius den Yngre så Vesuvius -udbruddet i 79 CE, han lagde mærke til, at et "lyn" flammede op på himlen, da vulkansk aske sprang frem.

At disse to ting skete på en gang, var måske ikke en tilfældighed. I dag er det et kendt faktum, at bølgende fjer af vulkansk aske er i stand til at generere lyn. Nu for første gang nogensinde, du kan lytte til tordenklap. Tidligere på måneden, verden lærte, at et team ledet af USGS-geologen Matt Haney formåede at isolere og registrere lyden af ​​vulkanproduceret torden. Sådan noget havde aldrig været gjort før-og præstationen kunne bane vejen for livreddende indsigt.

Fysikken i (Normal) Lyn

Uanset dens bane, hver lyn bliver produceret ved ladningsseparation. En stormsky er som en enorm, flydende batteri. Basen er negativt ladet, mens den øvre del har en positiv ladning. Under tordenvejr, selve jorden bliver også positivt ladet. Alt dette betyder, at der foregår en masse polarisering.

Modsatte afgifter tiltrækker og forsøger naturligvis at balancere hinanden. Lyn er en hurtig elektrisk afladning, der kan forekomme mellem et positivt ladet område og et negativt ladet område. Ved at sende elektroner mod en af ​​disse poler, lyn neutraliserer midlertidigt ladningen af ​​rummet mellem dem.

Hvordan bliver stormskyer elektrificerede i første omgang? Det menes, at luftstrømme skubber kølige vanddråber og små ispartikler opad med en accelereret hastighed. Når disse kroppe rejser højere og højere, de kolliderer med tungere partikler kaldet graupel (eller "blød hagl"), som hænger i skyens nederste halvdel. Kollisionerne giver teoretisk set de klatrende partikler en positiv ladning, mens graupelen bliver negativt ladet. Husk det, fordi det hjælper os med at forstå, hvordan vulkansk lyn kan dannes.

Is, Aske og udbrud

Den måde, hvorpå en vulkan bryder ud, afhænger af mange ting. En vigtig faktor er temperaturen på magmaen, der ligger under overfladen. Hvis dette materiale er varmt - sig f.eks. i boldbanen 1, 200 grader Celsius (2, 192 grader Fahrenheit) - og det er løbende, du får et voldsomt udbrud. I sådanne udgange, lava flyder forsigtigt ned langs vulkanens sider. Men hvis magmaen er køligere og mere tyktflydende, det betyder, at gasserne inde i vulkanen vil have sværere ved at flygte. Så får du meget indre pres, der kulminerer i et såkaldt eksplosivt udbrud, med lava og askefyr, der skyder mod himlen.

"Enhver vulkan, der producerer eksplosive udbrud og askefluer, kan generere lyn, "Matthew Haney, Ph.d., en geofysiker ved USGS og Alaska Volcano Observatory i Anchorage, siger i en mail. "Vulkaner, der oser af lava i et kraftigt udbrud, i stedet for en eksplosiv, ville sandsynligvis ikke producere lyn. "

Selve lynet er skabt på en af ​​to måder; begge involverer askeplumer. Nogle gange når der er en sky af vulkansk aske, der svæver over jorden, de enkelte askepartikler gnider sammen. Det producerer statisk elektricitet, med nogle partikler, der bliver positivt ladede og andre bliver negative. Resultatet er et perfekt miljø for lyn.

"Den anden måde er, at asken bliver belagt med is i store højder i den vulkanske fjer og at de isovertrukne askepartikler støder sammen med hinanden, "Haney siger." Denne anden måde ligner, hvordan almindeligt lyn produceres højt oppe i et tordenvejr. "

Optagelse af Thunder

Selve torden opstår, når varmen fra et lyn hurtigt opvarmer nogle af de omgivende luftpartikler, mens de skubber andre væk. Efter strejken, luften køler ned og trækker sig sammen med høj hastighed. Aktiviteten udsender en revnerstøj, der kan være 10 gange højere end lyden af ​​en pneumatisk jackhammer. Og alligevel i et vulkanudbrud, det er let for tordenbommen at blive druknet af brus af lang rækkevidde og revner, som er endnu mere øredøvende.

Derfor er de nye optagelser så banebrydende. I december 2016, Haney og fem andre geologer opsætter mikrofoner på en af ​​Alaskas aleutiske øer. Den pågældende landmasse var placeret nær vulkanen Bogoslof, en 6, 000 fod (1, 828 meter) behemoth forankret på havbunden med et topmøde, der knap er over havets overflade.

Over en periode på otte måneder, Bogoslof brød ud mere end 60 gange. Haneys team var der for at optage det hele. Han sagde, at de ramte løn snavs i marts og juni 2017 "ved at analysere udbrud ved Bogoslof, der pludselig stilnede." Når de øredøvende udbrud falmede, deres instrumenter var i stand til at opfange bommen af ​​vulkangenereret torden.

"Vi viste, at tordensignalerne kom fra en anden retning end den vulkanske udluftning, "Siger Haney. Gennem hele undersøgelsen har lyn sensorer blev brugt til at lokalisere den nøjagtige placering af bolte inden for Bogoslofs aske. Haney siger, at hans hold "viste, at tordenens mønster i tide matchede lynets mønster." Med andre ord, der var en klar sammenhæng mellem de to.

Forskernes resultater blev offentliggjort i Geological Research Letters den 13. marts, 2018. Nu hvor nogen endelig har fundet ud af en måde at registrere lyden af ​​vulkansk torden, fremtidige forskere vil uden tvivl forsøge at lytte efter det. Ved at overvåge disse lyde, vi kan muligvis gøre et bedre stykke arbejde med at beregne, hvor stor eller udbredt en given askeplomme er. Det kan hjælpe os med at holde flyve væk fra skade-og organisere evakueringer efter udbrud.

Da den vulkanske ø Krakatoa sprængte toppen i 1883, udbruddet var højt. Latterligt højt. En britisk søkaptajn, der dengang var 64 kilometer væk, rapporterede, at mere end halvdelen af ​​hans besætning var døvdøv af støjen. Folk der lever 3, 000 miles (4, 828 kilometer) fra udbrudstedet hørte, hvad et vidne sammenlignede med "fjernt brøl af tunge kanoner." Og i det hele taget, nogle af Krakatoas atmosfæriske efterklang rejste hele vejen rundt om kloden tre eller fire gange. Yesh.