Когда вулкан играет с небом: что такое грязная гроза
Извержение вулкана — это всегда огонь, пепел и первобытная ярость. Но иногда над кратером разгорается настоящая гроза, хотя вокруг ни облачка. Вулканическая молния, или грязная гроза, превращает извержение в фантастическое зрелище: небо пронзают тысячи разрядов, словно природа решила совместить два самых мощных своих стихийных спектакля. Это явление раскрывает связь между глубинными процессами в недрах Земли и физикой атмосферы.
Как возникает грязная гроза
В густом облаке пепла, который выбрасывает вулкан, частицы трутся друг о друга. Этот процесс называют трибоэлектрическим эффектом — он возникает, когда мы натираем воздушный шарик о волосы, чтобы он прилип к стене. Только в масштабах вулкана трение миллиардов частиц порождает колоссальный статический заряд. Чем стремительнее вырывается пепел и чем мельче его фракции, тем сильнее электризуется облако. Рано или поздно напряжение достигает предела, и небо пронзает молния.
Но физики выяснили: у вулканических молний есть и второй секрет. Если пепел поднимается достаточно высоко, он встречается с влагой из атмосферы. Водяной пар намерзает на частицах, и в дело вступает классический грозовой механизм: кристаллы льда сталкиваются, разделяют заряды и порождают новые разряды. Так грязная гроза обретает двойную природу. Во время извержения чилийского вулкана Кальбуко в 2015 году исследователи видели, как молнии били и прямо из жерла, и высоко над землей, в холодных слоях стратосферы.
Где бушуют грязные грозы и бывают ли они в России
Грязные грозы чаще всего рождаются во время мощных взрывных извержений — тех самых, когда гигантская колонна пепла взлетает на десятки километров. Ученые фиксировали такие разряды над японским вулканом Сакурадзима, над сицилийской Этной и над Анак Кракатау в Индонезии. Особенно богаты на это зрелище вулканы Исландии, Гавайев и Филиппин.
На Камчатке и Курильских островах десятки действующих вулканов, и грязные грозы здесь тоже не редкость. Например, извержение вулкана Шивелуч в 2023 году сопровождалось мощными пепловыми выбросами и вспышками молний, которые зафиксировали ученые Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН. Наблюдали вулканические молнии и над Толбачиком, и над Ключевской сопкой. Правда, увидеть их своими глазами удается далеко не всегда: извержения часто скрыты плотной облачностью, но современные приборы фиксируют разряды даже за пеленой.
Чем интересны грязные грозы
Грязные грозы привлекают внимание не только геологов, но и тех, кто ищет истоки жизни на Земле. В эксперименте Миллера—Юри 1953 года ученые пропустили электрические разряды через смесь газов, похожую на древнюю атмосферу, — и получили аминокислоты, строительные блоки всего живого. Вулканы ранней Земли непрерывно извергались, выбрасывая в небо тучи пепла и пара. Грозы над ними гремели, вероятно, сутками напролет. Каждая молния могла запускать химические реакции, которые постепенно усложняли органические молекулы. Так огнедышащие горы вместе с небесной электрикой, возможно, сыграли роль гигантской лаборатории, где зародилась жизнь.
У этого красивого явления есть и сугубо практическая сторона. Вулканический пепел смертельно опасен для самолетов: он забивает двигатели и разрушает электронику. Но отследить, куда именно движется облако пепла, бывает сложно. Здесь и приходит на помощь грязная гроза. Чем сильнее извержение, тем больше молний оно порождает. Ученые научились использовать сети обнаружения разрядов, чтобы дистанционно оценивать мощность выброса и следить за перемещением пеплового шлейфа в реальном времени.
Каждое крупное извержение приносит новые вопросы. Так, выяснилось, что внутри вулканического облака могут работать сразу несколько механизмов электризации: трение пепла, намерзание льда, химические реакции с газами. Они накладываются друг на друга, но до сих пор никто до конца не знает, как именно рождается тот самый момент, когда тьму пепельного неба разрывает первый разряд.
По материалам wilderness-society.org.
