Wissenschaftler setzen Technologien ein, die einen Blick in die Aschewolke eines Vulkans werfen können, um zu verstehen, wie ein vulkanischer Blitz entsteht.
Blitze während eines Gewitters können dramatisch sein, aber Blitze über einem ausbrechenden Vulkan können nur eines der atemberaubendsten Phänomene der Natur sein. Wissenschaftler beginnen erst jetzt, die Feinheiten zu verstehen, die mit der Erzeugung vulkanischer Blitze verbunden sind, und zwar dank der Entwicklung einer neuen Technologie für elektromagnetische Wellen, die in eine Aschewolke blicken kann.
Vulkanischer Blitz unter dem sternenklaren Himmel bei Eyjafjallajokull in Island während einer Eruption 2010. Bild mit freundlicher Genehmigung von Sigurdur Stefnisson.
Vulkanischer Blitz über Eyjafjallajokull in Island während eines Ausbruchs 2010. Bild mit freundlicher Genehmigung von Sigurdur Stefnisson.
Ein Blitz wird im Allgemeinen durch die Trennung von positiv und negativ geladenen Partikeln in der Atmosphäre verursacht. Sobald die Ladungstrennung groß genug ist, um die isolierenden Eigenschaften der Luft zu überwinden, fließt Elektrizität zwischen den positiv und negativ geladenen Teilchen als Blitz und neutralisiert die Ladung.
In Gewitterwolken stammen die geladenen Teilchen aus flüssigen und gefrorenen Wassertropfen, die in den Wolken zirkulieren. Ein Blitz tritt in einer Gewitterwolke auf, wenn sich die positiven Partikel in der Nähe der Wolkendecke ansammeln und die negativen Partikel sich darunter sammeln. Negative Ladungen an der Unterseite einer Gewitterwolke können sich auch mit positiven Ladungen am Boden verbinden und einen Blitz von Wolke zu Boden erzeugen.
Tausende von Blitzschlägen wurden bei großen Vulkanausbrüchen beobachtet. Wissenschaftler glauben, dass die geladenen Teilchen, die für vulkanische Blitze verantwortlich sind, sowohl aus dem vom Vulkan ausgestoßenen Material als auch durch Ladungsbildungsprozesse in Aschewolken stammen können, die sich durch die Atmosphäre bewegen. Bisher wurden jedoch nur wenige wissenschaftliche Studien zu vulkanischen Blitzen durchgeführt. Daher wird die genaue Ursache des Vulkanblitzes immer noch aktiv diskutiert.
Vulkanische Blitze sind nicht nur wegen der Abgelegenheit vieler Vulkane und seltener Ausbrüche schwer zu untersuchen, sondern auch, weil dichte Aschewolken Blitze verdecken können. Dank der neuen Technologie, die hochfrequente (VHF) Funkemissionen und andere Arten von elektromagnetischen Wellen umfasst, können Wissenschaftler nun Blitze in Aschewolken beobachten, die sonst nicht sichtbar wären. Diese Technologie wurde erstmals 2006 bei einem Ausbruch am Mount Augustine in Alaska eingesetzt und später 2009 bei Ausbrüchen am Mount Redoubt in Alaska und 2010 am Mount Eyjafjallajökull in Island eingesetzt.
Aus diesen Studien konnten die Wissenschaftler zwei verschiedene Phasen für die Erzeugung von Vulkanblitzen unterscheiden. Die erste Phase, die als Eruptionsphase bezeichnet wird, repräsentiert den intensiven Blitz, der sich unmittelbar oder kurz nach dem Ausbruch in der Nähe des Kraters bildet. Es wird angenommen, dass diese Art von Blitz durch positiv geladene Partikel verursacht wird, die aus dem Vulkan ausgestoßen werden. Die zweite Phase, die als Fahnenphase bezeichnet wird, stellt den Blitz dar, der sich in der Aschefahne an Stellen vor dem Wind des Kraters bildet. Während die Herkunft der geladenen Teilchen für den Blitz untersucht wird, kann eine Art Ladevorgang innerhalb der Wolke stattfinden, da die Erzeugung eines solchen Blitzes etwas verzögert ist. Weitere Studien werden sicherlich folgen.
Fazit: Bei großen Vulkanausbrüchen können intensive und spektakuläre Gewitter entstehen. Wissenschaftler glauben, dass die geladenen Teilchen, die für vulkanische Blitze verantwortlich sind, sowohl aus dem vom Vulkan ausgestoßenen Material als auch durch Ladungsbildungsprozesse in Aschewolken stammen können, die sich durch die Atmosphäre bewegen.