Khi núi lửa phun trào bạn thường được xem hình ảnh những tia chớp rất ngoạn mục. Tuy nhiên những tia chớp này là do núi lửa tạo ra hay đó chỉ là một sự trùng hợp ngẫu nhiên?

Những tia chớp trên đỉnh núi lửa Shinmoedake (Reuters: Minami-Nippon Shimbun)

Gần đây, mọi người đã được xem những bức ảnh tia chớp ngoạn mục khi núi lửa phun trào như núi lửa Shinmoedake ở vùng Kyushu, Nhật Bản, núi Eyjafjallajokul ở Iceland hồi năm 2010 và núi Chaiten ở Chile vào năm 2008.

Mặc dù hiện tượng này khá phổ biến và đã có nhiều bức ảnh của núi lửa Vesuvius ở Ý ngay từ những năm 1940, không phải tất cả các đợt phun trào đều xuất hiện những tia chớp – Tiến sĩ Adele Crozier thuộc Viện Nghiên cứu Trái đất Úc cho biết.

Theo bà Crozier, hiện tượng tia chớp xuất hiện chủ yếu xảy ra khi có những đợt núi lửa phun mạnh kèm theo tiếng nổ như những đợt phun màu xám của núi lửa Shinmoedake ở Nhật Bản hoặc núi lửa ở Iceland vào năm 2010. Những đợt phun trào núi lửa này tạo ra những đám mắc-ma rất rời rạc giống như tro núi lửa trong khí quyển.

Tiến sĩ Crozier cho hay thực tế không diễn ra như nhiều hãng thông tấn đưa tin rằng hiện tượng xuất hiện những tia chớp là do các đợt phun trào núi lửa xảy ra đồng thời với những cơn bão điện từ.

Bà phát biểu: “Rất nhiều người cho rằng những tia chớp xuất hiện khi núi lửa phun trào là do hai hiện tượng khác nhau gây ra. Tuy nhiên, trên thực tế những ánh chớp lóe lên bên trong cột dung nham núi lửa là kết quả của các hạt tro bụi tích điện bắn vào cột dung nham phun trào của núi lửa”.

Tuy nhiên, người ta vẫn chưa biết rõ một số yếu tố trong quá trình này.

“Các nhà nghiên cứu núi lửa không hoàn toàn chắc chắn về cơ chế tạo ra các tia chớp trong các đợt phun trào núi lửa,” tiến sĩ Crozier cho biết. “Những tia chớp thông thường được tạo ra do dòng điện giữa hai khối hạt tích điện trái dấu, điện cực âm và điện cực dương. Tia chớp trong các đợt phun trào núi lửa khá khác thường. Các bức ảnh cho thấy các tia chớp xuất hiện và biến mất trong cột dung nham phun trào và không kết nối với một khối ở dạng rắn.”

Điều bí ẩn

Tiến sĩ Crozier cho rằng việc đầu tiên là cần phải xác định cụ thể những thành phần trong cột dung nham . Thông thường, nó là tập hợp các hạt tro bụi như thủy tinh, hơi nước và khí. Tất cả những thành phần này được phun vào bầu khí quyển. Những hạt tro bụi có rất nhiều kích cỡ khác nhau.

Bà Crozier cho rằng trước khi có các tia chớp, các hạt tro bụi này đã bị ion hóa. Bà giải thích: “Khi núi lửa phun tro bụi vào không khí, thoạt đầu các hạt tro bụi này ở trạng thái trung tính. Khi va chạm, chúng có thể truyền điện cho nhau và trở thành hạt mang điện tích dương hoặc âm”.

Bản thân quá trình ion hóa vẫn chưa đủ để hình thành các tia chớp. Theo bà Crozier, các tia chớp hình thành khi các hạt tro bụi phải tách rời nhau và tạo ra một khoảng trống giữa chúng.

“Khi các hạt mang điện tích âm và điện tích dương tách rời nhau, dòng điện có thể chạy qua. Đó chính là thời điểm những tia chớp xuất hiện,” tiến sĩ Crozier lý giải.

Mặc dù vậy, các nhà khoa học chưa biết các hạt tích điện tách rời nhau như thế nào.

“Rất nhiều nhà nghiên cứu núi lửa tin rằng các hạt tích điện tách rời nhau là do tốc độ định vị của các hạt tích điện có kích cỡ khác nhau. Một số người đưa ra giả thuyết rằng các hạt có kích cỡ lớn hơn có điện tích dương và các hạt nhỏ hơn có điện tích âm. Do các hạt lớn hơn thoát khỏi không khí với tốc độ nhanh hơn, hiện tượng này có thể khiến các hạt tách rời nhau để tạo ra những tia chớp. Cơ chế hình thành những tia chớp trong những đợt phun trào núi lửa vẫn còn là một điều bí ẩn.”

Theo bayvut