Erupcja wulkanu generuje pioruny w wyniku procesów elektryzowania cząstek wyrzucanych podczas wybuchu. Zjawisko to jest znane jako „pioruny wulkaniczne” i wynika z kilku czynników związanych z intensywną aktywnością erupcji:
1. Ładunki elektryczne w popiele wulkanicznym
Podczas erupcji wulkan wyrzuca ogromne ilości gazów, pyłów i fragmentów skał w atmosferę. Te cząstki zderzają się ze sobą w strumieniu wyrzucanego materiału, co prowadzi do elektryzowania się cząstek na skutek wymiany elektronów. Mniejsze cząstki zazwyczaj nabierają ładunku ujemnego, a większe – dodatniego. Rozdzielenie ładunków w chmurze popiołu wulkanicznego tworzy różnicę potencjałów, która może zostać zniwelowana w postaci wyładowań elektrycznych, czyli piorunów.
2. Szybki przepływ gazów i popiołu
Intensywny przepływ materiału wulkanicznego generuje tarcie, które zwiększa elektryzowanie cząstek. Działa to podobnie do zjawiska generowania elektryczności statycznej, które znamy z codziennego życia, np. podczas pocierania balonu o włosy. W przypadku erupcji wulkanicznych skala tego procesu jest jednak znacznie większa.
3. Para wodna i kondensacja
Erupcje wulkaniczne często uwalniają dużą ilość pary wodnej. Kiedy para ta kondensuje w atmosferze, tworząc krople wody lub lód, zachodzą procesy elektryzowania związane z przemieszczaniem się ładunków podczas zderzeń między cząstkami lodu i kroplami wody. To dodatkowo zwiększa możliwość powstania wyładowań elektrycznych.
4. Intensywne prądy wstępujące
Erupcja generuje bardzo silne prądy wstępujące, które transportują elektrycznie naładowane cząstki wysoko w atmosferę. Te prądy sprzyjają dalszemu rozdzieleniu ładunków, zwiększając prawdopodobieństwo wyładowań.
W efekcie:
Powstaje chmura wulkaniczna, która przypomina burzę atmosferyczną – różnice potencjałów elektrycznych w chmurze i między chmurą a ziemią wywołują błyskawice, czyli pioruny wulkaniczne.
To zjawisko, choć spektakularne, jest także przedmiotem badań naukowych, ponieważ może dostarczyć informacji o intensywności erupcji oraz o procesach fizycznych zachodzących w chmurze wulkanicznej.