為什麼有些火山噴發的時候,會帶有大量的閃電?

2020-12-03 宇宙探索百科

火山正在噴發!紅色的巖漿四處流淌,火山灰噴上天空。

在浩瀚的火山灰中,紫色和紅色的閃電包圍著它,像跳舞的金蛇;雷聲敲打著大地和天空,場面像是世界末日。

為什麼火山灰中會出現閃電?它是怎麼形成的?讓我們從印度尼西亞錫納朋火山噴發開始,了解神秘的火山閃電。

詭異炫麗的火山閃電

印度尼西亞是世界著名的「火山國家」。據統計,全國有120多座活火山,約佔世界活火山總數的1/6。錫納朋火山就是其中之一。

火山都是「牛脾氣」。想「發火」便「發火」,想「睡覺」便「睡覺」,錫納朋火山也不例外。錫納朋火山在過去的400年裡一直在沉睡,但近幾十年以來,它醒來後開始猛烈的爆發,已經造成數人死亡。

它噴發最厲害的時候,數量超甚至過了30次。火紅的巖漿不時從地下深處噴濺而出,映襯出周圍的大地和天空。黑色的火山灰升上了天空,濃煙像一座巍峨的高山,升到了4000米的高空。看上去很刺激。令人難以置信的是,在洶湧的火山灰中,竟然還有紫紅色的閃電。它們就像從燃燒的地下冒出的「金蛇」,興奮地狂舞著耀眼的電燈,紅色的熔巖和黑色的火山灰交織在一起,形成了一幅奇特而耀眼的畫面。雷鳴般的雷聲和巨大的巖漿噴發聲使火山口看起來像是世界末日,仿佛天空為地獄打開了一扇門。

錫納朋火山的噴發完全被一位名叫馬丁·雷茲的德國攝影師拍下。當人們在網上看到這組照片時,他們都被火山灰雲中奇怪的閃電所震驚。很多人都很困惑:火山灰裡怎麼會有閃電呢?

魔鬼的舞蹈?

事實上,火山閃電有著悠久的歷史。公元79年,義大利的維蘇威火山猛烈爆發,龐貝城被摧毀並埋葬。倖存者們這樣描述這一場景:「在我們身後,是可怕的烏雲,被纏繞的滾滾閃電撕裂,露出一幅巨大的火焰圖像。」1000多年以來,這種詭異的火山閃電在其他地方也被觀測到。

火山閃電是怎麼回事?在被稱為「火山島」的冰島,有一個傳說:在古代,地球上生活著一群惡魔。他們幹了各種各樣的壞事,強迫人們四處遊蕩。上帝知道後,他一個接一個地抓住魔鬼,把他們埋在地球最偏遠的地方。然而,惡魔們不願意永遠活在黑暗中。它們不斷地向上拱起。當其中一個惡魔從地上拱起時,它們會突然衝出來,形成火山噴發。魔鬼跑到地上後,他常常狂喜地跳舞。他一跳起來,頭上就會閃著閃電,霹靂聲也會震動天空。這就是火山閃電的起源。當然,這個衝出地面的魔鬼得意不了多久,就會被上帝重新捉住並關到地下。

在火山噴發頻繁的印尼,流傳著火龍的傳說。據說火山是由海洋中的火龍形成的。海裡生活著許多火龍。它們經常鑽出海中或地下噴火,從而形成猛烈的火山噴發。為了不讓龍作惡,每當它噴火時,神都會用閃電來壓制,所以火山的噴發往往伴隨著電閃雷鳴。

閃電身世之謎

傳奇畢竟是傳奇。要了解火山閃電的真相,我們必須首先揭開閃電的身世之謎。

閃電是一種強放電現象,發生在雲層之間、雲層與地面之間或雲層的不同部分之間。閃電最短的長度是100米,最長的幾公裡。閃電的溫度從17000℃到28000℃不等。因為閃電的溫度太高,所以在它經過的地方,空氣瞬間劇烈膨脹,在快速運動中爆炸,發出巨大的聲音,即雷的聲音。

閃電要想「誕生」,就必須有滋生的土壤。這個溫床是雷暴雲,這就是我們上面說的。雷暴雲在氣象學上被稱為「積雨雲」。這種雲又厚又大,攜帶著大量的水蒸氣,而且經常在雲中產生大量電荷形成閃電。因此,雷雨雲可以說是閃電的「母親」。沒有雷雨雲,就沒有閃電。

從閃電的形成機制來看,火山閃電的發生必然有雷暴雲。

放電的「骯髒雷暴雲」

火山噴發時,熾熱的巖漿和火山灰中是否也會產生雷暴雲?

這個問題的答案是肯定的。然而,由於這種雷暴雲太髒了,科學家稱之為「髒雷暴雲」。

眾所周知,雲是由水蒸氣從地面上升到空中而形成的。雷暴雲主要由水滴和冰晶組成。雖然它在天空中看起來是灰色或黑色的,但它的本質是相對乾淨的,雨是乾淨的。「髒雷雨雲」則不同。它是由火山噴發的強烈衝擊波形成的:衝擊波使火山灰和水蒸氣周圍的大氣被掏空,形成一個洞。

火山灰迅速上升,迅速抬升和冷卻空氣,使水蒸氣凝結,從而形成「帽雲」。這種帽狀雲與雷暴雲非常相似,但它被稱為「髒雷暴雲」,因為它與火山灰等其他雜質混合在一起。雖然它的強度和能量遠不及大哥的雷雨雲,但髒雷暴雲也能產生閃電,但閃電的長度很短,只有1米左右,持續時間只有幾毫秒。

此時,火山閃電的「掩護」似乎已經完全揭開,但事實遠不止於此。

摩擦摩擦

在火山閃電的背後,隱藏著秘密。科學家冒著生命危險對火山口進行了觀測,發現原來的火山閃電不是單一的,而是孿生的「雙胞胎」:在火山噴發的早期,閃電錶現出一系列強烈的電磁脈衝和簡單的放電;噴發後約3分鐘,傳統的閃電信號開始出現。換句話說,除了「髒雷暴雲」之外,還有其他產生火山閃電的方法。

這種方法是什麼?當兩個物體帶電時,我們知道兩個物體之間的摩擦原理。火山噴發時,大量破碎的巖石和火山灰顆粒從地面噴湧而出。它們高速摩擦,使滾滾的煙霧攜帶電荷,同一種電荷碰撞產生放電現象。天空中繼續形成煙柱和閃電。

到目前為止,火山閃電之謎已初步解開,但火山閃電仍有許多令人費解的方面,如不同的巖漿成分是否會影響閃電的產生,火山閃電是否有助於預測火山活動等,有待進一步探索和開發。

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