مجید جویا: این کیت «آتشفشان خود را بسازید» هیچ شباهتی به چیز‌های دیگر ندارد. گروهی از زمین شناسان آلمانی یک آتشفشان مدل ساخته‌اند که در هنگام فوران، حتی رعد و برق هم تولید می‌کند. ولی این ابزار اصلا یک کیت علمی اسباب بازی برای کودکان نیست؛ با این کیت می‌توان شناختی از خطراتی پیدا کرد که در صورت پرواز هواپیماها در منطقه آتشفشانی متوجه آنها می‌شود.
به گزارش نیوساینتیست، قدیمی‌ترین گزارش مکتوب آذرخش اتشفشانی مربوط به فوران کوه وزوو در ایتالیا در سال 79 میلادی است. هنوز کسی به درستی نمی‌داند که این آذرخش‌ها چرا رخ می‌دهند. از تحقیقات پیشین چنین حدس زده می‌شود که وقتی ذرات خاکستر از دهانه آتشفشان به بیرون پرتاب می‌شوند به همدیگر برخورد می‌کنند و بار الکتریکی مالشی (اصطکاکی) ایجاد می‌شود. از همین رو کورادو کیمارلی از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ، یک آتشفشان مدل ساخت تا این فرایند باردار شدن را شبیه سازی کند.
آنها خاکستر مورد نیاز خود را از آتشفشان‌هایی تامین کردند که به تازگی فوران کرده بودند (مانند فوران سال 2010 ایسلند)؛ خاکستر را در یک لوله گذاشته و آن را در فشار 100 اتمسفر نگاه داشتند، و بعد سوراخ کوچکی در یک سر آن باز کردند که به یک مخزن بزرگ هوای با فشار عادی می‌رفت. آنها با این ترفند آزاد شدن ناگهانی مواد تحت فشار از یک دهانه آتشفشانی را شبیه سازی کردند.
این آتشفشان کوچک در کمال شگفتی رعد و برق تولید کرد، و پژوهشگران هم با یک ویدیوی سرعت بالا از آن تصویر برداری کردند. هر چه ذرات خاکستر نرم‌تر و ریزتر بودند، آذرخش‌های بیشتری مشاهده شدند.
ویدیوها به توضیح این ارتباط کمک کردند. آنها نشان دادند که اگر ذرات نسبتا بزرگ باشند (با قطر تقریبی 500 میکرومتر) به طور عمودی از دهانه به بیرون پرتاب می‌شوند. اما ذرات کوچک‌تر در تلاطم اطراف دهانه گیر می‌کردند، که احتمال برخورد آنها و تخلیه بارهای الکتریکی اصطکاکی را بیشتر می‌کرد (که در صورت وقوع، یک آذرخش کوچک به قوع می‌پیوست).
کیمارلی می‌گوید: «ما متقاعد شده‌ایم که فرایند اصلی بارداری- تخلیه مشابه همین است، فقط ابعاد آن بزرگتر است».
آشفتگی کنترل شده
این آزمایش، آتشفشان شناسی از دانشگاه آکسفورد به نام تاسمین ماتر را تحت تاثیر قرار داده است. «چیزی که مرا خیلی به خود جلب کرده، شیوه‌ای است که آنها توزیع ذرات را کنترل کردند، که مشخصا عاملی است که در یک توده اتشفشانی واقعی کنترلی بر آن ندارید. با نتایج این آزمایش، می‌توان ابعاد فوران‌های اتشفشانی آینده را محاسبه کرد».
به گفته کیمارلی، احتمالا بیشترین فایده این آزمایش، در پیش‌بینی میزان اختلال در ترافیک هوایی، پس از یک فوران آتشفشانی است. دلیل این امر این است که نسبت مشخصی بین تعداد دفعات تخلیه بار الکتریکی و غلظت ذرات ریز خاکستر وجود دارد، که بدان معنی است که براورد سریع مقدار خاکستر نرم یک فوران از روی تعداد رعد و برق‌های آتشفشانی، امکان پذیر است. همین خاکستر نرم است که می‌تواند به ارتفاع پرواز هواپیماها (یعنی 9 کیلومتر بالای سطح دریا) برسد، و در پرواز هواپیماها اختلال ایجاد کند.
البته این تحقیق ادعا نمی‌کند که حرف آخر را در آذرخش‌های آتشفشانی زده است. استیو مک‌نات از دانشگاه ساوث فلوریدا در تامپا می‌گوید: «این مکانیزم، یکی از چندین مکانیزم ممکن است».
برای مثال، ماتر می‌گوید که به رغم این که آذرخش ثبت شده در آزمایش، مشابه همان چیزی است که در نزدکی دهانه آتشفشان‌های واقعی می‌بینیم، یک شکل دیگر از آذرخش اتشفشانی وجود دارد که بالاتر از دهانه آتشفشان رخ می‌دهد، و به نام آذرخش دود شناخته می‌شود. این حالت احتمالا در اثر برخورد با بلورهای یخ در ارتفاع بالای جو رخ می‌دهد، که به گفته او مشابه طوفان‌های معمولی است.
جزئیات این تحقیق در نشریه ژئولوژی منتشر شده است.
53271
نظر شما