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Como ocorrem os relâmpagos nos vulcões?

A fusão de relâmpagos e uma erupção! Diga essas duas palavras juntas e elas parecerão impossíveis de representarem fenômenos que ocorrem simultaneamente, só que, na verdade, isso é bem real. Porém… como isso acontece?

Poucos fenômenos podem competir com a beleza e a ferocidade de uma tempestade de raios, uma erupção vulcânica violenta é um desses. Mas quando esses dois fenômenos tendem a colidir, o espetáculo resultante pode ser tão divino que desafia a própria razão.

A imagem 1 desse texto oferece alguns insights importantes para a formação e para o estudo de relâmpagos em vulcões. Apenas grandes erupções (muito grandes mesmo!) podem gerar esse acontecimento, diz Martin Rietze, o fotógrafo que registrou a imagem.

Pequenas erupções tendem a ser acompanhadas por tempestades mais discretas, que podem ser difíceis de serem detectadas pelo grande número de nuvens de cinzas. Além do mais, a atividade dos relâmpagos é bem maior durante o estágio inicial de uma erupção, o que torna bem menor a possibilidade de registro. “Fotografar um evento vulcânico grande em qualquer estágio é muito difícil se você não estiver lá quando está acontecendo”, diz Rietze, “e você sempre chegará atrasado”.

Os mesmo fatores que tornam difícil a fotografia são os que contribuem para a dificuldade dos estudos do fenômeno. A primeira organização que tentou fazer observações científicas foi feita durante a erupção do vulcão Surtsey, na Islândia. A investigação foi posteriormente relatada em maio de 1965 na revista Science:

As medições da eletricidade atmosférica e observações visuais e fotográficas nos guiaram a acreditar que a atividade elétrica é causada pela ejeção do vulcão na atmosfera de materiais carregando uma grande quantidade de cargas positivas

Imagem 2: Vulcão Grímsvötn, na Islândia. Créditos: JON MAGNUSSON/GETTY IMAGES

A tradução? Os relâmpagos vulcânicos, os pesquisadores fornecem hipóteses, é o resultado de uma separação de cargas. Enquanto ejeções positivamente carregadas traçam seu caminho para o céu, regiões de carga oposta tomam forma. Um relâmpago é um modo que a natureza encontra de controlar a distribuição de cargas. Pensa-se que acontece a mesma coisa em tempestades que não se dispersam. Mas isso é muito óbvio, não? Então o que torna os relâmpagos vulcânicos tão diferentes?

51 anos já se passaram desde que o Surtsey explodiu em Novembro de 1963. Desde então, poucos estudos foram gerenciados para fazer observações de erupções vulcânicas. Um dos mais significativos estudos foi publicado em 2007, depois que pesquisadores usaram ondas de rádio para detectar um até então desconhecido tipo de relâmpago da cratera do vulcão Augustine no Alaska em 2006.

“Durante a erupção, havia um grande número de pequenos relâmpagos e pequenas faíscas que provavelmente vieram da boca da cratera e entraram dentro da coluna (de cinzas) que saía do vulcão”, disse o co-autor do estudo Ronald J. Thomas, em 2007, para uma entrevista com o National Geographic. “Nós vimos uma grande atividade elétrica durante a erupção e até mesmo alguns pequenos flashes que saiam do topo do vulcão e adentravam na nuvem. Isso nunca fora noticiado antes”

As observações sugerem que a erupção produziu uma larga quantidade de carga elétrica, corroborando com a hipótese de 1963 – mas a nova deixou outra pergunta a ser respondida: de onde, exatamente, essas cargas vêm? “Nós não estamos certos se elas vêm de fora do vulcão ou se elas são criadas”, Thomas explica. “Uma das coisas que nós encontramos é o que gera essa carga”

Desde 2007, um pequeno grupo de estudos guiou à conclusão que existem dois tipos de relâmpagos vulcânicos – um que ocorre na boca do vulcão em erupção e um segundo que ‘dança’ ao redor da fumaça vulcânica (tal como ocorreu em 2011, no  vulcão Puyehue, que foi adicionado nas fotos). Achados publicados em um artigo de 2012 no jornal de geofísica Eos revelam que as tempestades vulcânicas mais devastadoras podem alterar a intensidade das tempestades massivas super-células comuns em algumas partes do planeta (principalmente no Centro-Oeste dos Estados Unidos)

Um hipótese, formulada pela equipe de Thomas em 2007, sugere que o magma e a cinza e a rocha vulcânicas, expelidos durante uma erupção, são carregados eletricamente por um desconhecido processo que ocorre antes da erupção, gerando flashes de eletricidade perto da abertura do vulcão. Já outra hipótese afirma que o ar e o gás ionizados, depois de colidir com partículas mais frias na atmosfera, geram raios que se ramificam em cima do vulcão. Ainda outra hipótese envolve vapores de água e partículas de cinza revestidas de gelo.

“O que mais entra em acordo”, escreve o geólogo Brentwood Higman no Geology.com, “é que o processo começa quando as partículas se separam, ou em depois de uma colisão com quando uma grande partícula se quebra em duas. Então, alguma diferença na aerodinâmica das partículas gera cargas positivas que são sistematicamente separadas das cargas negativas”.

O excitante desse processo é que essas diferenças na aerodinâmica, combinada com potenciais fontes variadas de carga (magma, cinza vulcânica, etc.) sugere que talvez haja mais tipos de relâmpagos vulcânicos esperando para ser observados.

Alguns outros vulcões:

 

Monte Santa Helena, Washington, EUA.
Imagem 4: Vulcão Mauna Kea, Hawaii, EUA.
Imagem 5: Vulcão Krakatau, Idonésia.
Imagem 6: Vulcão Ra Patera, Io, Lua de Júpiter.
Imagem 6: Vulcão Santorini, Grécia.
Imagem 7: Monte Olimpo, Marte.
Imagem 8: Vulcão Tambora, Indonésia.

Traduzido e adaptado do texto Vulcanic Lightning: How does it work?! 

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