Самое детальное на сегодня исследование электрических разрядов во время извержений позволит создать систему, которая сможет быстро обнаруживать пепловые выбросы, могущие привести к нарушению воздушного сообщения.

Плиний Старший в 79 году обратил внимание на то, что извержения часто приводят к грозам, но учёные только недавно начали создавать станции для мониторинга электрической активности вулканов. В начале 2009 года грохот, зарегистрированный под горой Редаут на Аляске, побудил специалистов из Института горного дела и Университета Аляски (США) взять ноги в руки, взобраться на вершину и установить там четыре небольшие станции с СВЧ-антеннами. Два месяца спустя Редаут вспыхнул, и исследователей завалило. Данными.

«Мы зарегистрировали 16 сильных бурь», — хвастается аспирантка института Соня Бенке.

Учёные обнаружили, что сила молний коррелирует с высотой струй. Это важное открытие, говорит г-жа Бенке, потому что благодаря этому системы мониторинга могут дать оценку размера извержений, что не всегда возможно обычными средствами, когда вулкан находится в удалённых районах. Например, во время предыдущего извержения Редаута в 1989–1990 годах размер факела оставался неизвестным, и самолёт, прошедший через облако пепла, чуть не упал из-за временного снижения мощности двигателей.

Подобные наблюдения помогают также определить, как распределены области отрицательных и положительных зарядов в вулканических тучах. Исследователи обнаружили молнии двух типов: маленькие разряды в самом устье жерла и сильные — в облаке пепла. Первые, скорее всего, возникают, когда магма выходит из жерла и распадается на мелкие частицы. А молния в факеле может быть связана с замерзанием воды, что, как полагают, электрифицирует тучи во время грозы.

Гипотезу о замораживании подтверждает группа исландских и британских специалистов, которые в 2010 году изучали извержение вулкана Эйяфьятлайокудль в Исландии. Они обнаружили, что молнии в шлейфе возникают только в том случае, когда температура в верхней части облака пепла опускается ниже -20 ˚C. Это температура замерзания переохлаждённых капель воды в атмосфере.

Метеорологическая служба Великобритании, проводившая то исследование, использует иной подход: она записывает низкочастотные волны. Преимущество такой системы заключается в том, что она способна обнаружить молнии на расстоянии более 10 тыс. км, тогда как СВЧ-антенны должны находиться в непосредственной близости от вулкана. В то же время последние имеют гораздо более высокое разрешение и могут регистрировать даже слабые разряды.

Результаты исследования опубликованы в журнале EOS.

Подготовлено по материалам Nature News.

Текст: Дмитрий Целиков