Bliksem komt vaak voor bij bepaalde vulkaanuitbarstingen.. Dit fenomeen fascineert veel mensen en is een bijzondere attractie geworden voor natuurfotografen. Degenen die erin slaagden deze magische momenten vast te leggen, ontvingen prijzen voor hun verbluffende foto's. De combinatie van een 'apocalyptische' en tegelijkertijd 'geweldige' sfeer herinnert ons eraan hoe fantastisch, destructief en ontzagwekkend de natuur kan zijn.
Toch associëren we bliksem meestal vooral met onweer, alsof dit fenomeen zich uitsluitend bij deze buien voordoet. Bliksem kan echter ook ontstaan bij vulkaanuitbarstingen., en het is fascinerend om te begrijpen hoe en waarom ze ontstaan. Hierna gaan we dieper in op dit fenomeen, te beginnen met de oorsprong ervan en de mechanismen achter de productie ervan.
Hoe vulkanische bliksem ontstaat
Het fenomeen van bliksem bij vulkaanuitbarstingen het is niet nieuw; De oorsprong ervan gaat terug tot het jaar 79 na Christus, toen de vulkaan Vesuvius zijn beroemde uitbarsting had. Om te begrijpen hoe deze bliksemschichten ontstaan, moeten we eerst de aard van bliksem begrijpen. Een bliksemschicht is een elektrostatische ontlading die wordt gegenereerd door een elektrisch potentiaalverschil tussen twee plaatsen, wat resulteert in bliksem als de opgebouwde lading voldoende is.
Tijdens een vulkaanuitbarsting worden materialen zoals as, lava en gassen uitgestoten, die in eerste instantie elektrisch neutraal zijn. Deze deeltjes worden echter bij zeer hoge temperaturen uitgestoten, waardoor veel ervan geladen blijven, positief of negatief. Dit proces vindt plaats omdat De deeltjes botsen tijdens hun opstijging met elkaar, waardoor statische elektriciteit ontstaat. Om bliksem te laten ontstaan, moeten deze deeltjes zich herverdelen in de ruimte en een elektromagnetisch veld genereren dat groot genoeg is om een elektrische ontlading te veroorzaken. De bliksem op de vulkaan Popocatépetl zijn een voorbeeld van hoe deze interacties kunnen leiden tot elektrische verschijnselen.
In het algemeen worden er twee mechanismen onderscheiden waarmee de elektrische lading die nodig is voor het genereren van bliksem wordt geproduceerd: tribo-elektriciteit en fracto-elektriciteit. Tribo-elektriciteit is elektriciteit die wordt opgewekt door wrijving van materialen. Net zoals wanneer je met een kam over je kleding wrijft en er kleine stukjes papier aangetrokken worden, geldt hetzelfde principe ook bij een vulkaanuitbarsting. Tijdens de uitstoot van gassen en as ontstaat er door de stroming een sterke wrijving tussen de korrels, waardoor een elektrische lading ontstaat. Als deze lading een bepaalde waarde bereikt, vindt er een elektrische ontlading plaats die we als bliksem waarnemen.
Het andere mechanisme, fracto-elektriciteit, ontstaat op het moment dat vulkanisch materiaal met geweld uitbarst en wordt uitgestoten. Bij dit proces ontstaan aanzienlijke elektrische ladingen. De combinatie van beide mechanismen zou dus verantwoordelijk kunnen zijn voor het ontstaan van vulkanische bliksem. Een andere relevante factor is de aanwezige waterdamp. Als er zich grote wolken boven de vulkaan vormen, kunnen deze stormachtige omstandigheden veroorzaken.
De gevaren van vulkanische bliksem
Bliksem is niet alleen een prachtig visueel schouwspel, maar vormt ook een groot gevaar voor mensen en dieren in de buurt van de uitbarsting. Uit tests is gebleken dat bliksem op afstanden tot wel 1000 meter kan inslaan. 20 tot 30 km van de vulkaan. Daarom is het van groot belang om voorzorgsmaatregelen te nemen in de buurt van een vulkaanuitbarsting. De meeste mensen verlaten het gebied snel, dus incidenten waarbij mensen door vulkanische bliksem worden getroffen, komen relatief zelden voor, maar zijn niet onbestaande.
Naast het visuele effect en de schade die ze kunnen veroorzaken, kunnen vulkanische bliksemschichten ook gevolgen hebben voor het milieu. Een van de meest opvallende effecten is de verandering van vulkanische as. Als de bliksem inslaat, kunnen de temperaturen oplopen tot meer dan 20,000 ° Cwaardoor de as smelt en verandert in bolletjes van vulkanisch glas. Deze kleine deeltjes kunnen schadelijk zijn voor de gezondheid als ze worden ingeademd. Ook kunnen ze de chemische eigenschappen van de as en de grond veranderen als ze neerkomen. Deze verandering in samenstelling kan langdurige gevolgen hebben voor het milieu, vergelijkbaar met wat er gebeurt bij andere uitbarstingen die vulkanische bliksem veroorzaken.
Daarnaast is bekend dat vulkanische bliksem een belangrijke bron is van schadelijke emissies, zoals stikstofoxiden (NOx) en ozon. NOx wordt gezien als een van de belangrijkste vervuilende stoffen in stedelijke gebieden. Ozon is weliswaar nuttig in de stratosfeer, maar kan ademhalingsproblemen veroorzaken als het zich dicht bij het aardoppervlak bevindt.
Vulkanische bliksem en de oorsprong van het leven
Een fascinerend onderzoeksgebied is het mogelijke verband tussen vulkanische bliksem en het ontstaan van leven. Er wordt aangenomen dat in de begindagen van de aarde vulkaanuitbarstingen veel vaker voorkwamen, en daarmee ook de frequentie van vulkanische bliksem. Uit recent onderzoek blijkt dat deze elektrische ontladingen mogelijk hebben bijgedragen aan de vorming van essentiële verbindingen die tot het ontstaan van leven hebben geleid. Er is bijvoorbeeld ontdekt dat vulkanische bliksem de binding van stikstof in vormen die organismen kunnen gebruiken, vergemakkelijkt.
Uit onderzoek is gebleken dat deze bliksemschichten nitraten kunnen produceren, die essentieel zijn voor de biosfeer. Nitraten zijn namelijk nodig voor de vorming van aminozuren en dus voor het leven zoals wij dat kennen. Het onderzoek richt zich op de vraag hoe intense vulkanische activiteit de ingrediënten kan hebben geleverd die nodig waren voor de ontwikkeling van leven op de vroege aarde. Om dieper in te gaan op dit fascinerende onderwerp, kunt u meer lezen over .
Recente gevallen van vulkanische bliksem
Een van de meest opvallende voorbeelden van recente vulkanische bliksemactiviteit vond plaats tijdens de uitbarsting van de Hunga Tonga-vulkaan op 15 januari 2022. Deze gebeurtenis wordt beschreven als de meest intense die ooit is geregistreerd, met ongeveer 200,000 bliksemflitsen geteld in de askolom tijdens de uitbarsting. Dit getal komt neer op een ongelooflijk gemiddelde van 2,600 bliksemflitsen per minuut, wat aangeeft hoe krachtig het fenomeen kan zijn. Voor onderzoekers zijn deze figuren niet alleen visueel opvallend, maar ze helpen ook om de mechanismen achter vulkanische bliksem beter te begrijpen.
Dankzij recenter onderzoek konden wetenschappers een aantal van deze verschijnselen onder gecontroleerde omstandigheden reproduceren, waardoor er nog meer inzicht ontstond in de manier waarop bliksem ontstond. Door inzicht te krijgen in het ontstaansproces van bliksem bij vulkaanuitbarstingen, kunnen betere voorspellings- en risicobeoordelingsmodellen worden ontwikkeld. Daarom zijn vorderingen in het onderzoek naar vulkanische bliksem van cruciaal belang voor de veiligheid van nabijgelegen gemeenschappen.
Een fascinerend en gevaarlijk fenomeen
Wanneer je de bliksem tijdens een vulkaanuitbarsting bekijkt, wordt het duidelijk dat dit fenomeen niet alleen een verbluffend visueel spektakel is, maar ook een herinnering aan de vernietigende kracht van de natuur. Inzicht in de oorsprong ervan en de mechanismen die deze produceren, is niet alleen essentieel voor wetenschappelijk onderzoek, maar ook voor de veiligheid van gemeenschappen die in de buurt van actieve vulkanen wonen.
