https://frosthead.com

Vulkanisk lyn kan hjælpe geologer med at overvåge udbrud

I 79 e.Kr. Vidne den yngre Plinius udbruddet af Mount Vesuvius fra første hånd. Flere år senere kronikerede han ødelæggelsen i en række breve, hvor han ikke kun beskrev ”kvindeskrig, spædbørns græd og mænds råb”, men de rasende naturkræfter tydelige på scenen, herunder ”skræmmende mørke skyer, leje ved lynet snoet og kastet og åbnet for at afsløre enorme flammefigurer. ”

Selvom plummerne med sort røg og brølende flammer beskrevet af Plinius sandsynligvis stemmer overens med den gennemsnitlige persons syn på et vulkanudbrud, lykkes lynnedslag - som overskygges af det skræmmende billede af lava, der spydes ud fra en vulkans top - ofte ikke. Stadig, rapporterer Maya Wei-Haas for National Geographic, tilbyder disse elektriske kvister mere end bare et spektakulært lysshow. Ifølge en ny undersøgelse, der er offentliggjort i Journal of Volcanology and Geothermal Research, kunne lyn hjælpe forskere med bedre at overvåge udbrud ved at give indsigt i vulkanernes adfærd i nær realtid.

Forskere fra Portland State University, USA's Geological Survey (USGS), University of Washington og National Oceanic and Atmospheric Administration trak World Wide Lightning Location Network's database over lynaktivitet ved 1.563 aktive vulkaner samt satellitbilleder, der fanger vulkanisk blæseudvidelse, for at spore lynhastighederne på forskellige punkter under et udbrud.

Holdet fandt, at antallet af lynnedslag, der knirkede gennem himlen, toppede sig, da et udbrud gennemgik en indledende intensivering og faldt, da skummet støt udvides, hvilket antyder, at pigge i aktivitet markerer de vigtigste ændringer i de tidlige stadier af udbrud.

Lynanalyse har flere fordele i forhold til traditionelle overvågningsmetoder ifølge Wei-Haas. Forskere er typisk afhængige af seismometre for at måle potentielle vulkantrusler, men sådanne værktøjer er vanskelige at installere og vedligeholde, hvilket betyder, at de ofte er placeret af vulkaner, der grænser op til samfund, snarere end dem i fjerntliggende områder. Desværre udelukker relativ isolering ikke risiko, da fly, der flyver over fjerntliggende vulkaner, kan hæmmes af vulkansk aske.

Satellitbilleder og infrasound er to andre muligheder, men begge har ulemper: Skyer eller mørke kan skjule vigtige ledetråde til forestående udbrud, og lydbølgerne, der bruges i infrasound, kan blive virvlet, når de bevæger sig hen over hundreder af miles. Lyndetektion er på den anden side hurtig (endda overskridende rapporter om øjenvidne) og mindre modtagelige for vejrhindringer. Som undersøgelsesmedforfatter Alexa Van Eaton, en vulkanolog ved USGS Cascades Volcano Observatory, fortæller National Geographic undgår lys også den potentielle forvrængning, der opleves af lydbølger.

Vulkansk lyn har længe mystificerede forskere. Angela Fritz, der skrev for The Washington Post i 2016, forklarer, at det er vanskeligt at fange lyn i aktion, da strejker kun forekommer i begyndelsen af ​​de mest intense udbrud.

Generelt fungerer lynet som en korrigeringsmekanisme for negative og positive ladninger, der er adskilt i atmosfæren. Når lynet strejker, neutraliseres sådanne opladninger. Forskere ved, at de skyldige bag din gennemsnitlige tordenvejr er elektrificerede iskrystaller, men indtil for nylig forblev den nøjagtige videnskab bag vulkansk lyn et mysterium. Derefter i 2016 skitserede to undersøgelser, der separat blev offentliggjort i Geophysical Research Letters, lovende forklaringer på det entulære fænomen.

Som Becky Oskin bemærker for Live Science, en rapport med fokus på videooptagelser, infrasound og elektromagnetisk analyse relateret til Japans vulkan Sakurajima. Kombineret antydede dataene, at statisk elektricitet, der genereres af partikler, der gned sammen i tykke askeskyer, var ansvarlig for vulkansk lyn. Den anden undersøgelse, som også blev ledet af Van Eaton, fokuserede på april 2015-udbruddet af Calbuco-vulkanen i Chile. Interessant nok registrerede holdet tydelige ligheder mellem vulkansk lyn og tordenvejr. på trods af den tilsyneladende modstridende karakter af en iskald vulkan, fandt Van Eaton og hendes kolleger, at vanddampfyldte skyer af fortyndende as producerede is, der udløste lyn meget som et tordenvejr gør.

I forbindelse med de nyeste fund giver 2016-undersøgelserne rigelig bevis for lynets betydning i sporing af vulkansk aktivitet. Men som Rebecca Williams, en vulkanolog ved University of Hull, der ikke var involveret i undersøgelsen, fortæller National Geographic 's Wei-Haas, er der stadig spørgsmål - inklusive spørgsmålet om hvor godt WWLLNs netværk af sensorer skelner mellem storm og vulkansk lyn.

”Der skal arbejdes yderligere for fuldt ud at skelne mellem de to typer, men der er et stort potentiale her, ” siger Hull.

Van Eaton gentager denne følelse og fortæller Wei-Haas, at der skal foretages yderligere undersøgelser, før metoden anvendes til populær brug.

”Hvad vi virkelig har med dette papir, er nogle saftige observationer, ” konkluderer Van Eaton. ”Jeg håber, at dette vil udløse en masse interessant modelleringsarbejde, og folk, der kan tage disse observationer og tage dem til næste niveau.”

Vulkanisk lyn kan hjælpe geologer med at overvåge udbrud