公元79年羅馬學者在描述維蘇威火山爆發時的情形,“在我們身後是令人恐懼的烏雲,被翻滾的閃電撕裂,顯露出巨大的火焰形象”。這次火山爆發掩埋了龐貝古城。描述中的閃電撕裂烏雲就是“火山閃電”。
本年湯加火山噴發,致使全國的通訊被中斷,全球發出海嘯預警,各個大使館紛紛聯絡自己的公民。一時間人人自危,傳言隨之而來,什麼“無夏之年”、“什麼瑪雅人手抖2022寫成了2012”、“什麼地球放了個屁,看把你們嚇的”。專家在本年就已經預測過,湯加火山已經進入休眠,但是它就是隔幾天又甦醒了,專家也表示很無奈。
本篇文章不說專家,也不說其他,僅僅是說一說火山閃電的形成。給孩子們普及一下自然界的知識。
要了解火山閃電,首先需要清楚閃電的孕育過程。讓大氣中的顆粒起電即帶上正負不同的電荷,並彼此分離。當正負電荷持續積累達到某一極限,就能放電擊穿中間的空氣。在產生雷暴的積雨雲,在不同部分聚集著大量正電荷和負電荷,當它們積累到一定程度,便再也不顧空氣地阻撓,兩兩結合,孕育出一道道閃電。這樣的閃電被稱為“雲中閃電”。
在閃電的形成過程中,水蒸氣、冰和水這三種水分子的不同形態扮演著重要的角色。天氣溫暖,溫度上升,大量的水蒸氣以氣態的形式隨著氣流上升,溫度降低,水蒸氣會開始液化成水或者凝華成小冰晶,同時釋放出大量的熱量,冷空氣下降,熱空氣再上升,又加速氣流的上升。當溫度降到水的零攝氏度以下,過冷卻水不結冰與冰晶經過摩擦碰撞,產生電荷。在氣流的帶動下,小的帶正電的顆粒升到頂端,大的帶負電的顆粒降到底部。正負兩極距離拉開,合適的時間合適的地點,“鵲橋相會”的閃電也隨之而來。
產生火山閃電,同樣需要電荷的積累與釋放。但是火山噴出的煙流如何能帶電?
一種說法是與水有關,在火山煙流中,火山灰、岩石碎片和冰晶透過摩擦碰撞,產生電荷,並在重力的作用下分開。
另一種說法是與水無關,火山煙流的電荷,可能是來源於岩石的破碎,火山灰顆粒的摩擦,或是由於岩漿與火山口的摩擦。
要探求火山閃電形成的具體原因,就必須採用更先進的觀測手段。近年有研究者在噴發中的阿拉斯加州奧古斯丁火山東邊,架起了兩個無線電觀測站。希望透過全方位、高精度地記錄閃電產生的電磁脈衝,來還原火山閃電形成的真實情況。觀測資料表明,火山閃電分為兩個階段:第一階段,伴隨著火山的噴發,可以偵測到一系列強勁的電磁脈衝和簡單的放電。第二階段,在噴發後約3分鐘,又開始出現常規的閃電訊號。
看來,在第一階段,無“水”的參與,摩擦起電、岩石爆裂等讓滾滾濃煙帶上電荷。在第二階段,火山煙流噴上高空,有“水”的參與,在天空中製造絢麗的火花。
有研究者將火山閃電劃分為火山口放電、近火山口以及火山煙流閃電三種類型,前兩種集中在火山口附近,和“水”無關,而煙流閃電則與“水”有關。
但是話又說回來了,當岩漿從地下上湧,壓力降低,岩漿中的水解壓釋放出來,變為水蒸氣會進入火山煙流中。另外,火山上覆蓋的冰雪,以及海底火山噴發中汽化的海水,也是水的重要來源。人類賴以生存的生命之源就是這樣無時無刻參與到地球的演變和人類的進化中來。未來世界的主人們,這個具體的原因最終還是需要你們來解決。
湯加火山爆發已經有三天多的時間了,王國的通訊已經恢復,我們國家的公民也沒有傷亡,但是還是給整個國家帶來了災難性的影響,有毒氣體蔓延、水源汙染、火山灰覆蓋!
在大自然的面前,人類是渺小的,但是人類又是頑強的,災難發生後第一時間紐西蘭和澳大利亞等國家對他們進行了援助,中國紅十字會向受災的湯加捐獻了10萬美金。我們也應該清晰認識到,湯加的十萬子民沒有一個感染新冠病毒的,真切希望人類在救助災難的時候千萬做好防護,不要帶去另外的病毒災難。相信在人類的幫扶下,湯加一定能早日戰勝災難,重建家園。
如今日本富士山活火山的活動山口更多了,有專家評論就是下一秒爆發都不覺得奇怪!我們是不希望這樣的災難發生在我們眼前,但是,如果發生,我相信我們的紅十字會一定會出於人道主義再捐獻10萬美金!