غالبًا ما يحدث البرق في بعض الانفجارات البركانية.. لقد أثارت هذه الظاهرة اهتمام الكثيرين، وأصبحت عامل جذب خاص لمصوري الطبيعة. وقد حصل أولئك الذين تمكنوا من التقاط هذه اللحظات السحرية على جوائز لصورهم المذهلة. إن الجمع بين الأجواء "المروعة" و"المذهلة" بمثابة تذكير بمدى روعة الطبيعة وتدميرها وإبهارها.
ومع ذلك، فإننا نميل إلى ربط البرق في المقام الأول بالعواصف الرعدية، كما لو كانت هذه الظاهرة حصرية لهم. ومع ذلك، يمكن أن يحدث البرق أيضًا أثناء الانفجارات البركانية.، ومن المثير للاهتمام أن نفهم كيف ولماذا تحدث هذه الظاهرة. وبعد ذلك، سوف نستكشف هذه الظاهرة بالتفصيل، بدءًا من أصلها والآليات وراء إنتاجها.
كيف يحدث البرق البركاني
ظاهرة البرق في الانفجارات البركانية إنه ليس جديدا؛ يعود تاريخ وجودها إلى عام 79 ميلادي، عندما شهد بركان فيزوف ثورانه الشهير. ولكي نفهم كيفية توليد هذه الصواعق، يتعين علينا أولاً أن نفهم طبيعة البرق. صاعقة البرق هي تفريغ كهروستاتيكي يتم توليده من فرق الجهد الكهربائي فرق كبير بين مكانين، مما يؤدي إلى حدوث البرق عندما تكون الشحنة المتراكمة كافية.
أثناء الثوران البركاني، يتم إخراج مواد مثل الرماد والحمم البركانية والغازات، والتي تكون في البداية محايدة كهربائيا. ومع ذلك، يتم إخراج هذه الجسيمات عند درجات حرارة عالية جدًا، مما يعني أن العديد منها يظل مشحونًا، إما بشكل إيجابي أو سلبي. تحدث هذه العملية بسبب تتصادم الجسيمات مع بعضها البعض أثناء صعودها، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء الساكنة. لكي يحدث البرق، يجب على هذه الجسيمات إعادة التوزيع في الفضاء وتوليد مجال كهرومغناطيسي كافٍ للتسبب في تفريغ كهربائي. ال البرق على بركان بوبكاتيبيتل هي مثال لكيفية أن تؤدي هذه التفاعلات إلى ظواهر كهربائية.
بشكل عام، هناك آليتان رئيسيتان يتم من خلالهما إنتاج الشحنة الكهربائية اللازمة لتوليد البرق: الكهرباء الاحتكاكية والكهربائية الكسورية. تشير الكهرباء الاحتكاكية إلى الكهرباء المولدة عن طريق فرك واحتكاك المواد. وكما هو الحال عندما نفرك مشطًا على ملابسنا فيجذب قطعًا صغيرة من الورق، فإن المبدأ نفسه يعمل في سياق الانفجار البركاني. أثناء طرد الغازات والرماد، تخلق التيارات احتكاكًا شديدًا بين الحبوب، مما يؤدي إلى توليد شحنة كهربائية. إذا وصلت هذه الشحنة إلى قيمة معينة، يحدث التفريغ الكهربائي الذي نلاحظه على شكل برق.
أما الآلية الأخرى، وهي الكسورية الكهربائية، فتنشأ في لحظة التمزق العنيف للمواد البركانية عندما يتم طردها. تؤدي هذه العملية إلى توليد شحنات كهربائية كبيرة. وبالتالي، قد يكون الجمع بين الآليتين مسؤولاً عن إنتاج البرق البركاني. هناك عامل آخر مهم وهو بخار الماء الموجود، لأنه إذا تشكلت سحب كبيرة فوق البركان، فإنها يمكن أن تسبب ظروفًا تشبه العاصفة.
مخاطر البرق البركاني
لا يعد البرق مشهدًا بصريًا مذهلاً فحسب، بل يشكل أيضًا خطرًا كبيرًا على الأشخاص والحيوانات بالقرب من الانفجار. وقد أظهرت الاختبارات أن البرق يمكن أن يضرب على مسافات تصل إلى من 20 إلى 30 كم من البركان. ولذلك، فمن المهم للغاية اتخاذ الاحتياطات اللازمة في المناطق المجاورة للثوران البركاني. يميل معظم الناس إلى مغادرة المنطقة بسرعة، لذا فإن حوادث تعرض الأشخاص للصعق البركاني نادرة نسبيًا، ولكنها ليست معدومة.
بالإضافة إلى تأثيرها البصري وقدرتها على التسبب في الضرر، يمكن أن يكون للصواعق البركانية أيضًا عواقب بيئية. ومن أبرز التأثيرات هو تغير الرماد البركاني. عندما تضرب الصاعقة، يمكن أن تصل درجات حرارتها إلى أكثر من 20,000 ° C، مما يؤدي إلى ذوبان الرماد وتحوله إلى كرات من الزجاج البركاني. يمكن لهذه الجزيئات الصغيرة أن تؤثر على الصحة عند استنشاقها، ويمكنها أيضًا تغيير الخصائص الكيميائية للرماد والتربة عند سقوطها. يمكن أن يكون لهذا التغيير في التركيب آثار طويلة المدى على البيئة، على غرار ما يحدث في الانفجارات البركانية الأخرى التي تنتج البرق البركاني.
بالإضافة إلى ذلك، من المعروف أن البرق البركاني يشكل مصدرًا مهمًا للانبعاثات الضارة، مثل أكاسيد النيتروجين (NOx) والأوزون. تم تحديد أكاسيد النيتروجين باعتبارها واحدة من الملوثات الرئيسية في المناطق الحضرية، في حين أن الأوزون، على الرغم من فائدته في طبقة الستراتوسفير، يمكن أن يسبب مشاكل في الجهاز التنفسي عندما يكون موجودًا بالقرب من السطح.
البرق البركاني وأصل الحياة
إن أحد مجالات الدراسة المثيرة للاهتمام هو العلاقة المحتملة بين البرق البركاني وأصل الحياة. من المفترض أن الانفجارات البركانية كانت أكثر شيوعاً في الأيام الأولى للأرض، ومعها زادت وتيرة البرق البركاني. وتشير الأبحاث الحديثة إلى أن هذه التفريغات الكهربائية ربما ساهمت في تكوين المركبات الأساسية التي أدت إلى تشكل الحياة. على سبيل المثال، وجد أن البرق البركاني يسهل تثبيت النيتروجين في أشكال يمكن للكائنات الحية استخدامها.
وأظهرت الدراسات أن هذه الصواعق يمكن أن تنتج النترات، التي تعتبر ضرورية للمحيط الحيوي، لأن النترات ضرورية لتكوين الأحماض الأمينية، وبالتالي للحياة كما نعرفها. يركز البحث على مدى قدرة النشاط البركاني المكثف على توفير المكونات اللازمة لتطور الحياة على الأرض في وقت مبكر. للتعمق أكثر في هذا الموضوع الرائع يمكننا استشارة المزيد حول .
حالات البرق البركاني الأخيرة
أحد أبرز الأمثلة على نشاط البرق البركاني الأخير حدث أثناء ثوران بركان هونغا تونجا في 15 يناير 2022. وقد وُصف هذا الحدث بأنه الأكثر كثافة على الإطلاق، حيث بلغ إجمالي قوته حوالي تم إحصاء 200,000 ألف ومضة برق في عمود الرماد أثناء الثوران. ويترجم هذا الرقم إلى متوسط مذهل يبلغ 2,600 ومضة برق في الدقيقة، مما يسلط الضوء على مدى قوة هذه الظاهرة. بالنسبة للباحثين، هذه الأشكال ليست مذهلة بصريًا فحسب، بل تساعد أيضًا في فهم الآليات وراء البرق البركاني بشكل أفضل.
وقد سمحت الدراسات الأحدث للعلماء بإعادة إنتاج بعض هذه الظواهر في ظل ظروف خاضعة للرقابة، مما يوفر المزيد من المعرفة حول كيفية توليد البرق. ومن خلال فهم عملية تشكل البرق في الانفجارات البركانية، يمكن تطوير نماذج أفضل للتنبؤ وتقييم المخاطر. ومن ثم، فإن التقدم في الأبحاث المتعلقة بالصواعق البركانية أمر بالغ الأهمية لسلامة المجتمعات القريبة.
ظاهرة مثيرة وخطيرة
عند مراقبة البرق أثناء الانفجارات البركانية، يصبح من الواضح أن هذه الظاهرة ليست مجرد مشهد بصري مذهل، بل هي أيضًا تذكير بالقوة التدميرية للطبيعة. إن فهم أصل هذه البراكين والآليات التي تنتجها أمر ضروري ليس فقط للبحث العلمي ولكن أيضًا لسلامة المجتمعات التي تعيش بالقرب من البراكين النشطة.
شكراً جزيلاً لكم على المعلومة ، لقد كانت دائماً شيئاً لفت انتباهي ولم أعرف الأسباب. عناق