En 2015, un volcán cerca de Colima, México lanzó enormes columnas de ceniza oscura al aire y creó dramáticos relámpagos. El volcán es uno de los más activos de Centroamérica. Marc Szeglat / Barcroft Media / Barcroft Media a través de Getty Images Los relámpagos nos deslumbran y las columnas volcánicas pueden ser fascinantes. Entonces, un volcán en medio de una erupción flanqueado por zigzags de relámpagos tiene que ser uno de los espectáculos más geniales de la naturaleza. Y es. La gente ha estado observando esta exhibición durante miles de años. Cuando Plinio el Joven vio la erupción del Vesubio en 79 EC, notó que un "relámpago" iluminaba el cielo mientras la ceniza volcánica brotaba.
El hecho de que estas dos cosas estuvieran sucediendo a la vez puede que no haya sido una coincidencia. Hoy en día es un hecho conocido que las columnas ondulantes de ceniza volcánica pueden generar rayos. Ahora, por primera vez en la historia puedes escuchar los truenos. A principios de este mes, el mundo se enteró de que un equipo dirigido por el geólogo Matt Haney del USGS logró aislar y grabar el sonido de un trueno producido por un volcán. Nunca antes se había hecho algo así, y el logro podría allanar el camino para conocimientos que salvan vidas.
Independientemente de su trayectoria, cada rayo se produce por separación de cargas. Una nube de tormenta es como una enorme batería flotante. La base está cargada negativamente mientras que la parte superior tiene una carga positiva. Durante las tormentas, la tierra misma también se carga positivamente. Todo esto significa que hay mucha polarización.
Las cargas opuestas se atraen naturalmente y tratan de equilibrarse entre sí. El rayo es una descarga eléctrica rápida que puede aparecer entre un área cargada positivamente y una cargada negativamente. Al enviar electrones hacia uno de estos polos, un rayo neutraliza temporalmente la carga del espacio entre ellos.
¿Cómo se electrifican las nubes de tormenta en primer lugar? Se cree que las corrientes de aire empujan las gotas de agua fría y las pequeñas partículas de hielo hacia arriba a un ritmo acelerado. A medida que estos cuerpos viajan más y más alto, chocan con partículas más pesadas llamadas graupel (o "granizo suave"), que cuelgan en la mitad inferior de la nube. Teóricamente, las colisiones dan a esas partículas trepadoras una carga positiva mientras que el graupel se carga negativamente. Téngalo en cuenta porque nos ayudará a comprender cómo se pueden formar los relámpagos volcánicos.
La forma en que un volcán entra en erupción depende de muchas cosas. Un factor importante es la temperatura del magma que se encuentra debajo de la superficie. Si este material está caliente, digamos, en el estadio de béisbol de 1, 200 grados Celsius (2, 192 grados Fahrenheit) - y hace agua, obtendrá una erupción efusiva. En tales efusiones, la lava fluye suavemente por los lados del volcán. Pero si el magma es más frío y viscoso, eso significa que los gases dentro del volcán tendrán más dificultades para escapar. Entonces obtendrás mucha presión interna que culminará en la llamada erupción explosiva, con penachos de lava y ceniza disparados hacia el cielo.
"Cualquier volcán que produzca erupciones explosivas y columnas de ceniza podría generar rayos, "Matthew Haney, Doctor., un geofísico del USGS y el Observatorio de Volcanes de Alaska en Anchorage, dice en un correo electrónico. "Volcanes que rezuman lava en una erupción efusiva, en lugar de uno explosivo, no es probable que produzca un rayo ".
El rayo en sí se crea de dos maneras; ambos involucran penachos de ceniza. A veces, cuando hay una nube de ceniza volcánica flotando sobre el suelo, las partículas de ceniza individuales se frotan entre sí. Que produce electricidad estática, con algunas partículas volviéndose cargadas positivamente y otras volviéndose negativas. El resultado es un entorno perfecto para los rayos.
"La otra forma es que la ceniza se cubra de hielo a grandes altitudes en la columna volcánica y que las partículas de ceniza recubiertas de hielo choquen entre sí, "Dice Haney." Esta segunda forma es similar a cómo se producen relámpagos regulares en lo alto de una nube de tormenta ".
El trueno en sí ocurre después de que el calor de un rayo calienta rápidamente algunas de las partículas de aire circundantes mientras aleja a otras. Después de la huelga, el aire se enfría y se contrae a gran velocidad. La actividad emite un crujido que puede ser 10 veces más fuerte que el sonido de un martillo neumático. Y sin embargo, en una erupción volcánica, Es fácil que el estruendo del trueno se ahogue con rugidos y crujidos de largo alcance, que son aún más ensordecedores.
Por eso las nuevas grabaciones son tan revolucionarias. En diciembre de 2016, Haney y otros cinco geólogos instalaron micrófonos en una de las islas Aleutianas de Alaska. La masa de tierra en cuestión estaba ubicada cerca del volcán Bogoslof, un 6, 000 pies (1, 828 metros) gigante anclado en el fondo del océano con una cumbre que apenas sobrepasa el nivel del mar.
Durante un período de ocho meses, Bogoslof hizo erupción más de 60 veces. El equipo de Haney estaba allí para grabarlo todo. Dijo que llegaron a tierra firme en marzo y junio de 2017 "al analizar las erupciones en Bogoslof que se calmaron abruptamente". Una vez que las ensordecedoras erupciones se desvanecieron, sus instrumentos fueron capaces de captar las explosiones de los truenos generados por los volcanes.
"Mostramos que las señales del trueno provenían de una dirección diferente a la del respiradero volcánico, ", Dice Haney. A lo largo del estudio, Se utilizaron sensores de rayos para señalar la ubicación exacta de los pernos dentro de las columnas de ceniza de Bogoslof. Haney dice que su equipo "demostró que el patrón del trueno en el tiempo coincidía con el patrón del relámpago". En otras palabras, había una clara correlación entre los dos.
Los resultados de los científicos se publicaron en Geological Research Letters el 13 de marzo de 2018. Ahora que alguien finalmente ha descubierto una manera de grabar el sonido del trueno volcánico, los futuros investigadores sin duda intentarán escucharlo. Al monitorear estos ruidos, es posible que podamos hacer un mejor trabajo al calcular el tamaño o la extensión de una columna de ceniza determinada. Eso podría ayudarnos a mantener los aviones fuera de peligro y a organizar evacuaciones posteriores a la erupción.
Eso es interesanteCuando la isla volcánica de Krakatoa voló su cima en 1883, la erupción fue ruidosa. Ridículamente ruidoso. Un capitán de barco británico que se encontraba a 64 kilómetros (40 millas) de distancia en ese momento informó que más de la mitad de su tripulación estaba ensordecida por el ruido. Personas que viven 3, 000 millas (4, 828 kilómetros) del lugar de la erupción escuchó lo que un testigo comparó con "el rugido distante de los cañones pesados". Y en conjunto algunas de las reverberaciones atmosféricas de Krakatoa viajaron por todo el mundo tres o cuatro veces. Yeesh.
