Llampecs volcànics: el fenomen natural sorprenent darrere de l'erupció

Sovint, en certes erupcions volcàniques, es produeixen llampecs. Aquest fenomen ha fascinat molts i ha esdevingut un atractiu especial per a fotògrafs de la natura. Aquells que han aconseguit capturar aquests moments màgics han rebut premis per les seves imatges impactants. La combinació d'un ambient «apocalíptic» i alhora «sorprenent» serveix com un recordatori de la fabulosa, destructiva i imponent que pot ser la naturalesa.

No obstant això, tendim a associar els llampecs principalment amb tempestes elèctriques, com si aquest fenomen en fos exclusiu. No obstant, els llampecs també poden aparèixer en erupcions volcàniques, i és fascinant entendre com i per què passen. A continuació, explorarem detalladament aquest fenomen, començant pel seu origen i la mecànica darrere de la seva producció.

Com es produeixen els llampecs volcànics

El fenomen dels llampecs en erupcions volcàniques no és nou; la seva existència es daten des de l'any 79 dC, quan el volcà Vesuvi va tenir la seva famosa erupció. Per comprendre com es generen aquests llampecs, primer hem d'entendre la naturalesa d'un llamp. Un llamp és una descàrrega electrostàtica que es genera a partir d‟un diferencial de potencial elèctric significatiu entre dos llocs, cosa que es tradueix en un raig quan la càrrega acumulada és suficient.

Durant una erupció volcànica, s'expulsa material com a cendres, lava i gasos, els quals inicialment són elèctricament neutres. No obstant això, aquestes partícules són expulsades a temperatures molt altes, la qual cosa significa que moltes queden carregades ja sigui positivament o negativament. Aquest procés passa perquè les partícules xoquen entre si durant el seu ascens, generant electricitat estàtica. Perquè es produeixi un raig, aquestes partícules s'han de redistribuir a l'espai i generar un camp electromagnètic suficient per causar una descàrrega elèctrica. Els raigs al volcà Popocatépetl són un exemple de com aquestes interaccions poden resultar en fenòmens elèctrics.

En general, es reconeixen principalment dos mecanismes a través dels quals es produeix la càrrega elèctrica necessària perquè es generin els llampecs: la triboelectricitat i la fractoelectricitat. La triboelectricitat fa referència a l'electricitat generada per la fricció i la fricció dels materials. Igual que quan freguem una pinta amb la nostra roba i atrau petits trossets de paper, el mateix principi funciona en el context d'una erupció volcànica. Durant l'expulsió de gasos i cendres, els corrents creen un intens frec entre els grans, cosa que genera càrrega elèctrica. Si aquesta càrrega assoleix un determinat valor, es produeix la descàrrega elèctrica que observem com a llampec.

L'altre mecanisme, la fractoelectricitat, s'origina en el moment del trencament violent de materials volcànics en ser expulsats. Aquest procés genera càrregues elèctriques significatives. La combinació de tots dos mecanismes pot, per tant, ser responsable de la producció de raigs volcànics. A més, un altre factor rellevant és el vapor d'aigua present, ja que si es formen grans núvols sobre el volcà, poden induir condicions semblants a les d'una tempesta.

Els perills dels raigs volcànics

Els llampecs no només són un espectacle visual impressionant, sinó que també representen un perill significatiu per a les persones i els animals que es trobin a prop de l'erupció. Proves han demostrat que els raigs poden impactar a distàncies de fins 20-30 km del volcà. Per tant, és crucial prendre precaucions a prop d'una erupció volcànica. La majoria de les persones solen allunyar-se ràpidament de la zona, per la qual cosa els incidents de persones afectades per raigs volcànics són relativament escassos, però no inexistents.

A més del seu efecte visual i la seva capacitat de causar danys, els llampecs volcànics també poden tenir conseqüències ambientals. Un dels efectes més destacats és l'alteració de les cendres volcàniques. Quan els raigs impacten, poden assolir temperatures de més de 20,000 ° C, la qual cosa provoca que les cendres es funden i es transformin en esfèrules de vidre volcànic. Aquestes petites partícules poden afectar la salut en ser inhalades, i també poden alterar les característiques químiques de les cendres i del terra quan cauen. Aquest canvi en la composició pot tenir efectes a llarg termini en el medi ambient, similar al que passa en altres erupcions que produeixen llampecs volcànics.

A més, els raigs volcànics són coneguts per ser fonts significatives d'emissions nocives, com ara òxids de nitrogen (NOx) i ozó. El NOx s'ha identificat com un dels principals contaminants en àrees urbanes, mentre que l'ozó, encara que és beneficiós a l'estratosfera, pot provocar problemes respiratoris quan és present a prop de la superfície.

Llampecs volcànics i l'origen de la vida

Una àrea fascinant d'estudi és la possible connexió entre els raigs volcànics i l'origen de la vida. Es teoritza que, en els primers dies de la Terra, les erupcions volcàniques eren molt més comunes, i amb elles, la freqüència dels llampecs volcànics. Investigacions recents suggereixen que aquestes descàrregues elèctriques podrien haver contribuït a la generació de compostos essencials que van portar a la formació de vida. Per exemple, s'ha trobat que els llampecs volcànics poden facilitar la fixació del nitrogen en formes que els organismes poden fer servir.

Estudis han mostrat que aquests llampecs poden produir nitrats, la qual cosa és fonamental per a la biosfera, ja que els nitrats són necessaris per a la formació d'aminoàcids i, per tant, per a la vida tal com la coneixem. La investigació se centra en com l'activitat volcànica intensa podria haver proporcionat els ingredients necessaris per al desenvolupament de la vida a la Terra primitiva. Per aprofundir en aquest fascinant tema podem consultar més sobre .

Casos recents de llampecs volcànics

Un dels exemples més notables de l'activitat de raigs volcànics recents es va produir durant l'erupció del volcà Hunga Tonga el 15 de gener del 2022. Aquest esdeveniment ha estat catalogat com el més intens mai registrat, amb aproximadament 200,000 llampecs comptabilitzats a la columna de cendra durant l'erupció. Aquesta xifra es tradueix en una increïble mitjana de 2,600 llampecs per minut, cosa que ressalta com de poderós pot ser el fenomen. Per als investigadors, aquestes xifres no només són sorprenents visualment, sinó que també ajuden a comprendre millor els mecanismes darrere dels raigs volcànics.

Els estudis més recents han permès als científics reproduir alguns d'aquests fenòmens en condicions controlades, cosa que proporciona encara més informació sobre com es generen els llampecs. En comprendre el procés de formació de raigs en erupcions volcàniques, es poden desenvolupar millors models de predicció i avaluació de riscos. Per tant, els avenços en la investigació sobre els llampecs volcànics són crucials per a la seguretat de les comunitats properes.

Un fenomen fascinant i perillós

En observar els llampecs en erupcions volcàniques, es fa evident que aquest fenomen no només és un espectacle visual impressionant, sinó que també és un recordatori de la força destructiva de la natura. Conèixer-ne l'origen i els mecanismes que els produeixen és fonamental no només per a la investigació científica, sinó també per a la seguretat de les comunitats que viuen a prop de volcans actius.