Οι εκκωφαντικοί ανοδικοί κεραυνοί και η περίπτωση του ηφαιστείου Agua στη Γουατεμάλα

Στις 11 Ιουλίου 2023, ένα εντυπωσιακό φαινόμενο καταγράφτηκε στο ηφαίστειο Agua στη Γουατεμάλα, όταν σημειώθηκε κεραυνική δραστηριότητα.

Το “παράξενο” αυτής της περιπτώσεως δεν είναι τόσο ο ηφαιστειακός κεραυνός αλλά ο ανοδικός κεραυνός που από μόνος του, ακόμη και χωρίς την παρουσία ηφαιστείων αποτελεί ένα σπάνιο φαινόμενο.

Γενικότερα πάντως οι ηφαιστειακοί κεραυνοί αποτελούν μια ηλεκτρική εκκένωση που προκαλείται από μια ηφαιστειακή έκρηξη, παρότι η τέφρα και τα πυροκλαστικά στοιχεία που εκτοξεύονται από το ηφαίστειο είναι ουδέτερα, δηλαδή δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο.

Ωστόσο, η τριβή μεταξύ ηφαιστειακών υλικών σε εχθρικά περιβάλλοντα μπορεί να οδηγήσει στην απελευθέρωση ιόντων στην ηφαιστειακή στήλη, παράγοντας αυτά τα εντυπωσιακά φαινόμενα. Ο διαχωρισμός θετικών και αρνητικών φορτίων δημιουργεί μια μεγάλη διαφορά δυναμικού, η οποία προκαλεί εκφόρτιση.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση οι κεραυνοί δεν σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια εκρήξεως και αυτό θα το εξετάσουμε παρακάτω. Ας ρίξουμε όμως πρώτα μια ματιά στο πλούσιο ιστορικό παρελθόν με ανάλογες περ

ΟΙ ΠΡΩΤΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΩΝ ΚΕΡΑΥΝΩΝ

Οι πρώτες καταγεγραμμένες παρατηρήσεις έγιναν το 79 μ.Χ., όταν ο Ρωμαίος ιστορικός Πλίνιος ο Νεότερος περιέγραψε την έκρηξη του Βεζούβιου. Αυτό το γεγονός αντικατοπτρίζεται στα συγκλονιστικά λόγια και τις εικόνες εκείνης της ιστορικής στιγμής: ολόκληρο το πλήθος είδε ένα σύννεφο διαπερασμένο από το φως της φωτιάς, κρύβοντας τις ακτίνες του ήλιου της Πομπηίας κάτω από το μανδύα του. Στο ίδιο ηφαίστειο, ο καθηγητής Luigi Palmieri διεξήγαγε τις πρώτες επιστημονικές μελέτες σχετικά με τους ηφαιστειακούς κεραυνούς ή “βρώμικες” καταιγίδες κατά τις εκρήξεις του 1858, 1861, 1868 και 1872.

Στις μέρες μας, μια έρευνα δημοσιεύτηκε το 2008 στο Bulletin of Volcanology η οποία δείχνει ότι το 27% έως 35% των ηφαιστειακών εκρήξεων συνοδεύονται από αυτές τις λάμψεις. Θεαματικές βρώμικες καταιγίδες έχουν φωτογραφηθεί σε όλο τον κόσμο, όπως το όρος Chaitén στη Χιλή, το Colima στο Μεξικό, το όρος Augustine στην Αλάσκα, καθώς και το όρος Eyjafjallajökull στην Ισλανδία και το όρος Αίτνα στη Σικελία στην Ευρώπη.

ΠΩΣ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ Η ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗ ΑΣΤΡΑΠΗ

Η ηφαιστειακή αστραπή προκαλείται με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα σύννεφο. Η τριβή μεταξύ σωματιδίων χαλαζιού και σταγονιδίων νερού που βρίσκονται στην κορυφή ενός σύννεφου προκαλεί τον ιονισμό του αέρα και τη συσσώρευση σημαντικής διαφοράς δυναμικού μεταξύ ορισμένων τμημάτων του νέφους . Αυτό τελικά παράγει κεραυνούς μέσα στα σύννεφα, αλλά και κεραυνούς που φτάνουν σε άλλα σύννεφα ή εκκενώνονται στο έδαφος.

Στην περίπτωση ηφαιστειακών κεραυνών, οι συνθήκες στο σύννεφο τέφρας θα πρέπει να είναι παρόμοιες με εκείνες μέσα στο σύννεφο, αν και η τέφρα και οι πυροκλάστες που αποβάλλονται από τα ηφαίστεια , όπως είπαμε προηγουμένως , είναι αρχικά ουδέτερες (χωρίς ηλεκτρικό φορτίο). Όμως η τριβή μεταξύ τους σε ένα τέτοιο περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει την απελευθέρωση ιόντων στο ηφαιστειακό νέφος. To ερώτημά μας όμως σε αυτή την περίπτωση είναι γιατί δημιουργήθηκαν ανοδικοί κεραυνοί

Ανάλογο πάντως εκπληκτικής ομορφιάς φαινόμενο κατέγραψε πέρσι τέτοια εποχή ο φωτογραφικός φακός στη Σαουδική Αραβία με ένα ανοδικό κεραυνό.

ΠΩΣ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ Ο ΑΝΟΔΙΚΟΣ ΚΕΡΑΥΝΟΣ

Όλοι γνωρίζουμε οτι ένα ηλεκτρισμένο νέφος συμπεριφέρεται συνήθως σαν ένα ηλεκτρικό δίπολο με το αρνητικό μέρος στο κάτω μέρος του και το θετικό στο άνω. Ένα νέφος πιστεύεται ότι φορτίζεται με δύο τρόπους: α)Με ανοδικά ρεύματα αέρα που οφείλονται σε θερμοκρασιακές διαφορές. β) Με την φόρτιση των σταγονιδίων όταν το νέφος πέφτει προς την γη.

Στην κατάσταση κακοκαιρίας, δηλαδή όταν έχουμε ηλεκτρισμένα νέφη, το ηλεκτρικό πεδίο αναστρέφεται και έχει κατεύθυνση από τη γη προς την ατμόσφαιρα φτάνοντας μέχρι και τα 10 kV/m. Όταν ξεπεράσει τα 3 kV/m τότε λαμβάνει χώρα η διηλεκτρική διάσπαση του αέρα. Αυτή είναι μια ισχυρή ηλεκτρική εκκένωση (σπινθήρας) ανάμεσα στο ηλεκτρισμένο νέφος και την επιφάνεια της γης και ονομάζεται κεραυνός.

Το μήκος του κεραυνού φτάνει ως αρκετά χιλιόμετρα και έχει τεθλασμένη ή κυματοειδή μορφή . Διακρίνουμε τέσσερις περιπτώσεις έναρξης του οχετού προεκκένωσης του κεραυνού: όπου ένας από αυτός είναι ο «ανερχόμενος αρνητικός οχετός» προεκκένωσης που αρχίζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα θετικά φορτισμένο νέφος.

Αν ο οχετός προεκκένωσης που αναπτύσσεται διαχωρίσει το διάκενο σύννεφο-γη, επακολουθεί ο οχετός επιστροφής (κάτω σειρά εικόνων) και έτσι ολοκληρώνεται ένας από τους τέσσερις τύπους κεραυνού στους οποίους δίνεται στην περίπτωσή μας ο ορισμός «ανερχόμενος αρνητικόςοχετός/θετική εκκένωση» που πηγάζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα θετικά φορτισμένο νέφος όπως συμβαίνει στην κορυφή του Ηφαιστείου.

ΟΙ ΕΚΚΩΦΑΝΤΙΚΟΙ ΑΝΟΔΙΚΟΙ ΚΕΡΑΥΝΟΙ

Πολλές αναφορές για ανοδικούς κεραυνούς σημειώνονται το μεσημέρι της ίδιας ημέρας αλλά και της επόμενης, με εκκωφαντικές βροντές μεγάλης διάρκειας, που προκαλούν “τριγμούς” στα κτήρια. Στο συγκεκριμένο βίντεο λείπει πλήρως ο ήχος από αυτούς τους κεραυνούς.

Η εξήγηση του φαινομένου των δυνατών βροντών είναι η εξής: Οι βροντές σε θερμό καιρό γενικά διαχέονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, όταν ο αέρας είναι σχετικά κρύος στην επιφάνεια, ο θερμότερος αέρας ψηλότερα στην ατμόσφαιρα λειτουργεί σχεδόν όπως ένα ‘καπάκι’, παγιδεύοντας τον ήχο και ‘στέλνοντάς’ τον προς το έδαφος, . Αυτή η διάθλαση μπορεί να ενισχύσει τον ήχο της βροντής. Μπορεί επίσης να κάνει τον ήχο να έχει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια. Τα ηχητικά κύματα κινούνται επίσης πιο αργά στον κρύο αέρα και γρηγορότερα σε θερμότερο αέρα, ενισχύοντας αυτά τα “ηχητικά εφέ”.

Στο βίντεο παρακολουθείστε το βίντεο του κ. Στέφανου Μιστρελλίδη που απέσπασε το πρώτο βραβείο σε μεγάλο Ευρωπαϊκό Μετεωρολογικό Διαγωνισμό φωτογραφίας το 2020.

Ακολουθήστε το News 24/7 στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις