5.30. Вулканические молнии

При извержениях вулканов, например японского вулкана Сакураяма, наблюдатели замечали вспыхивающие над кратером электрические разряды, которые освещали небо и сопровождались звуками, похожими на гром. Что вызывает такое звуковое и световое шоу?

ОТВЕТ • Разряды возникают из-за заряженных частиц, которые уносятся вверх с газом и пеплом, вырывающимися из кратера вулкана. В выбросах могут преобладать положительно заряженные частицы, но попадаются и кластеры отрицательно заряженных частиц. Эти разноименно заряженные области могут разряжаться друг на друга или на землю. При этом ток разряда может так сильно нагреть воздух, что он начинает расширяться быстрее скорости звука, и тогда возникнет ударная волна, которая дойдет до наблюдателя (надо надеяться, находящегося на безопасном расстоянии) в виде громкого хлопка.

Наличие заряженных частиц в выбросах вулкана можно объяснить несколькими эффектами.

1. Если вода попадает на расплавленную лаву, она мгновенно разбивается на капли, над лавой образуется слой пара, и капли воды начинают парить на этом слое, как на воздушной подушке — только на подушке из собственного пара (эффект Лейденфроста). Однако через какое-то время каждая большая капля расщепляется на маленькие заряженные капельки, которые уносятся вверх в атмосферу потоком горячего воздуха и водяного пара.

2. Магма становится заряженной, когда она разбивается на части, либо если в нее попадает вода, либо когда ее частицы ударяются о верхний конец жерла вулкана и выбрасываются вверх.

3. Когда заряженные частицы летят вверх и сталкиваются, заряд может передаваться от одной частицы к другой, при этом они могут даже приобрести дополнительный заряд (как это случается при пыльной буре).