13.06.2016
LMU-Wissenschaftler zeigen, dass vulkanische Blitze durch die elektrostatische Aufladung der Aschepartikel entstehen. Diese Erkenntnis könnte helfen, die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen besser einzuschätzen.
Der Sakurajima auf der japanischen Insel Kyushu gehört zu den weltweit aktivsten Vulkanen. Seine explosiven Eruptionen, bei denen der Vulkan eine Wolke aus Gas, Asche und Steinen in die Atmosphäre schleudert, werden von vulkanischen Blitzen begleitet – einem Phänomen, das immer noch viele Fragen aufwirft. Der LMU-Vulkanologe Corrado Cimarelli hat mit seinem Team die Blitze über dem Sakurajima beobachtet und zeigt, dass die Reibung der aus dem Krater schießenden Aschepartikel genügend elektrostatische Aufladung erzeugt, damit Blitze entstehen. Die Anzahl der Blitze hängt von der ausgestoßenen Aschemenge ab. Deshalb könnte ein Monitoring vulkanischer Blitze helfen, das Ausmaß und die Verteilung der entstehenden Aschewolken – und damit auch deren Auswirkung auf den Luftverkehr – besser abzuschätzen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachjournal „Geophysical Research Letters“. Das Magazin macht seine aktuelle Ausgabe mit einem Coverbild zum Artikel auf.
„Wir haben für unsere Studie die Eruptionen am Sakurajima mit einer Hochgeschwindigkeits-Kamera auf Video aufgenommen und unsere Bilder mit den Daten akustischer Sensoren und elektromagnetischer Feldmessungen kombiniert“, sagt Cimarelli. Mithilfe dieser Methode konnten die Wissenschaftler zeigen, dass vulkanische Blitze vor allem im unteren Bereich der Eruptionssäule entstehen, also nur wenige hundert Meter über dem Kraterrand. Dort erzeugt die Reibung der unter Druck ausgeschleuderten Partikel eine elektrostatische Aufladung in der aufsteigenden Eruptionssäule, die sich in Blitzen entlädt. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Gewitterblitzen brauchen vulkanische Blitze demnach nicht unbedingt Eiskristalle als „Keimzelle“.
Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass das Monitoring vulkanischer Blitze die Risikovorhersage bei Vulkanausbrüchen erleichtern kann: „Unabhängig von der Größe der Eruption ist jeder Ascheausstoß mit elektrischen Entladungen verbunden“, sagt Cimarelli. „Diese könnten wir messen und nutzen, um die Menge und Verteilung der ausgestoßenen Asche abzuschätzen – und zwar aus einer sicheren Entfernung von mehreren Kilometern und auch bei schlechter Sicht. So könnten wir die Ascheverteilung in der Atmosphäre frühzeitig abschätzen und gegebenenfalls die Luftfahrtbehörden warnen.“Geophysical Research Letters 2016