火山閃電:魔鬼的舞蹈?
2021-02-19
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火山噴發(fā)了!紅紅的巖漿四處流淌,火山灰沖天而起,直上云霄。 鋪天蓋地的火山灰中,一道道紫紅色的閃電環(huán)繞其間,像一條條狂舞的金蛇;霹靂震天動地,其情其景宛若世界末日來臨。 火山灰中為何會出現(xiàn)閃電?它是如何形成的呢?讓我們從印度尼西亞的錫納朋火山噴發(fā)開始,去揭開火山閃電的神秘面紗吧。 詭異炫麗的火山閃電 印度尼西亞是世界著名的“火山之國”,據統(tǒng)計,該國一共有活火山120多座(約占全球活火山總數(shù)的1/6),而錫納朋火山便是其中的一座活火山。 火山們都是牛脾氣,它們想發(fā)火便發(fā)火,想睡覺便睡覺,錫納朋火山自然也不例外。過去的400年里,錫納朋火山一直在呼呼大睡,但2010年8月的一天它突然醒來,猛烈噴發(fā)并造成數(shù)人死亡。沉睡了四年后,這座火山又于2014年9月再度蘇醒,當年12月底至2015年1月初,錫納朋火山大發(fā)脾氣,僅2015年元旦這天,它便噴發(fā)了22次之多。 1月4日,安靜了兩天的錫納朋火山再度猛烈噴發(fā),這是它近期以來脾氣最大的一次發(fā)火。從早晨開始,噴發(fā)便一直持續(xù)不斷,到當天晚上,噴發(fā)次數(shù)達到了可怕的30次以上。火紅的巖漿不時從地底深處噴濺出來,映紅了周邊的大地和天空,黑色的火山灰沖天而起,煙柱如一座聳立的高山,升騰到4000米的天空,看上去驚心動魄。而令人不可思議的是,在奔涌翻騰的火山灰中,竟然出現(xiàn)一道道紫紅色的閃電,它們仿佛是從燃燒地底下鉆出來的金蛇,興奮地狂亂舞動……耀眼的電光與火紅色熔巖、黑色火山灰交織在一起,構成了一幅詭異炫麗的畫面。而隆隆雷聲和巖漿噴發(fā)時的巨大聲音,更使火山口呈現(xiàn)出世界末日般的景象,仿佛天邊開啟了一道地獄之門,其情其景既驚悚又炫麗。 錫納朋火山閃電 錫納朋火山的這次噴發(fā),被一名叫馬丁瑞茲的德國攝影師完整地拍攝了下來。當人們在網上看到這組照片時,無不被火山灰云中的詭異閃電所震撼,很多人都感到迷惑不解:火山灰中怎么會有閃電呢? 魔鬼的舞蹈? 其實,火山閃電由來已久。公元79年,意大利的維蘇威火山猛烈噴發(fā)時,將一座名為龐貝的古城摧毀并掩埋,幸存者這樣描述當時的情景:“在我們身后是令人恐懼的烏云,被糾纏翻滾的閃電撕裂,顯露出巨大的火焰形象。”之后的一千多年間,人們也在其它地方觀察到了這種詭異的火山閃電。 維蘇威火山口 那么,火山閃電到底是怎么回事呢?在有“火山島”之稱的冰島,流傳著一個這樣的傳說:遠古時代,大地上生活著一群魔鬼,它們無惡不作,逼迫人類四處流浪。上帝知道后,將魔鬼們一個一個捉來,埋在了地球最偏遠的地底下。然而,魔鬼們并不甘心永遠生活在黑暗中,它們不停地拱啊拱,當其中的一個魔鬼拱出地面后,就會猛然沖出來,形成火山噴發(fā)。魔鬼上到地面后,往往得意忘形,手舞足蹈,它一舞蹈,頭上便會電光閃爍,霹靂震天——這就是火山閃電的由來。當然嘍,這個沖出地面的魔鬼得意不了多久,就會被上帝重新捉住并關到地下。 冰島火山噴發(fā) 而在頻頻遭受火山噴發(fā)之苦的印度尼西亞,則流傳著火龍的傳說。據說火山是海洋中的火龍制造的:海洋中居住著很多火龍,它們經常鉆出海面或地面噴火,從而形成猛烈的火山噴發(fā)。為了不讓火龍為非作歹,每當它一噴火,天神就會用閃電鎮(zhèn)壓,所以火山噴發(fā)時往往伴隨雷鳴電閃。 閃電身世大揭密 傳說終歸是傳說,要弄清火山閃電的真相,就必須先揭開閃電的身世之謎。 讓我們把目光投向天上。快下暴雨了,天空中烏云翻滾,雷聲震天動地,一道道閃電撕開云層,炫目耀眼的電光令人驚悚不安。 閃電,是發(fā)生在云與云之間、云與地之間或者云體內各部位之間的強烈放電現(xiàn)象。一道閃電的長度最短為100米,最長可達數(shù)千米。閃電的溫度,從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等。因為溫度實在太高了,所以閃電經過的地方,空氣瞬間劇烈膨脹,并在迅速移動中爆裂而發(fā)出巨大聲音(即雷聲)。 雷暴云 一道閃電要“誕生”,必須得有一個孕育它的溫床,這個溫床就是雷暴云(也就是我們上邊所說的烏云)。雷暴云在氣象學上叫“積雨云”,這種云濃厚龐大,攜帶著大量水汽,云體內常常產生大量電荷形成閃電。因此,雷暴云可以說是閃電的“母親”,沒有雷暴云,就不可能有閃電發(fā)生。 從閃電的形成機理來說,火山閃電的發(fā)生,也必須得有雷暴云才行。 放電的“骯臟雷暴云” 莫非,火山噴發(fā)時,在灼熱的巖漿和火山灰中也有雷暴云生成? 這個回答是肯定的,不過,這種雷暴云因為太臟了,所以科學家稱它為“骯臟雷暴云”。 骯臟的雷暴云 我們都知道,云是地面上的水蒸氣上升到空中凝結而成,雷暴云的主要成分是水滴和冰晶,雖然它在天空中看起來呈灰色或黑色,但它的本質比較潔凈,降下的雨水也很干凈。而“骯臟雷暴云”就不同了,它是火山噴發(fā)時的強大沖擊波孕育而成的:沖擊波導致火山灰和水蒸氣周圍的大氣被挖空,形成一個空洞,火山灰快速上升,把空氣迅速抬升并冷卻,使得水蒸氣凝結,從而形成帽子云。這種帽子云同雷暴云十分相似,但因為里面混雜了火山灰等其他雜質,所以被稱為“骯臟雷暴云”。雖然力氣和能量遠不如老大哥雷暴云,但“骯臟雷暴云”也能制造閃電,只不過這種閃電的長度很短(約1米),持續(xù)時間也只有數(shù)毫秒。 至此,火山閃電的面紗似乎已經完全揭開了,但是,真相遠不止如此。 摩擦形成的閃電 難道火山閃電還隱藏著不可告人的秘密? 沒錯,科學家們冒著生命危險,在火山口開展觀測后發(fā)現(xiàn),火山閃電原來并不單一,它是孿生的“雙胞胎”:火山噴發(fā)初期,閃電表現(xiàn)為一系列強勁的電磁脈沖和簡單放電;噴發(fā)后約3分鐘,才開始出現(xiàn)常規(guī)的閃電信號。這就是說,火山閃電除了在“骯臟雷暴云”中孕育生成外,還有其它的生成途徑。 摩擦形成的火山閃電 這個途徑是什么呢?我們都知道摩擦起電的原理:當兩個物體相互摩擦時,一個物體會帶正電荷,而另一個物體會帶負電荷。火山噴發(fā)時,大量破碎的巖石、火山灰顆粒從地底噴涌而出,它們高速摩擦,使得滾滾濃煙帶上了電荷,同類電荷相撞便生產了放電現(xiàn)象。火山煙流噴上高空后,與水蒸氣結合生成“骯臟雷暴云”,從而繼續(xù)在更高的天空中制造出絢麗電光和火花。 不過,火山閃電還有許多費解之處,比如,不同的巖漿成分是否會影響閃電,火山閃電能否幫助預測火山活動等,這些都有待我們繼續(xù)探索和發(fā)現(xiàn)