Sakurajima
Meskipun kita bisa mengambil foto petir vulkanik ini saat letusan gunung berapi, namun jauh lebih sulit untuk mengambil pengamatan ilmiah rinci. Dalam kata-kata para peneliti di Ludwig Maximilian University (LMU) di Jerman, kemampuan untuk melakukan pengamatan langsung di ventilasi vulkanik selama letusan adalah "sangat terhambat." Menyelinap dekat dengan mulut gunung berapi yang meletus adalah sangat berbahaya, dan peralatan yang digunakan untuk mengumpulkan data akan menjadi bulan-bulanan lingkungan yang dinamis yang mungkin akan menghancurkannya. Untuk menyiasati hal ini, Corrado Cimarelli dan timnya membangun gunung berapi di laboratorium mereka.
Gunung Colima Meksiko
Eyjafjallajökull
Video diatas mengungkapkan pertunjukan cahaya intens yang dikenal sebagai "dirty thunderstorm" yaitu awan abu vulkanik yang super bermuatan menciptakan petir-petir vulkanik selama letusan gunung berapi Calbuco, salah satu gunung berapi paling berbahaya Chile, awal tahun ini.
Para volcanologists tersebut melakukan eksperimen mereka dengan menggunakan abu alami yang diperoleh dari beberapa gunung berapi, termasuk Eyjafjallajökull. Abu dimuat ke dalam tabung kejut (shock tube) dan tunduk pada jenis tekanan seperti yang ditemukan di ruang magma gunung berapi aktif sesaat sebelum letusan. Setelah dekompresi mendadak, abu dikeluarkan secara vertikal di kolom turbulen yang terdiri dari campuran gas dan partikel padat dari abu. Dan memang, para peneliti mengamati kilatan petir, berukuran puluhan sentimeter panjangnya, dalam kolom, di mana tabrakan dan fragmentasi partikel abu mengarah pada penciptaan permukaan-permukaan bermuatan. Ketika permukaan-permukaan yang berbeda muatan berinteraksi, energi listrik didisipasikan sebagai petir.
Tim mencatat dinamika proses dengan bantuan kamera berkecepatan tinggi yang dapat menangkap gerakan yang tak terlihat dengan mata telanjang. Selain itu, mereka mengukur distribusi muatan listrik menggunakan dua antena.
Para peneliti merilis dua video dari percobaan. Yang pertama menggunakan 74,3 gram abu vulkanik yang nyata yang diambi dari gunung berapi, diayak untuk memastikan semua partikel berdiameter antara 250 dan 355 mikrometer. Seluruh video berdurasi 8 milidetik secara real time, direkam pada frame rate 50.000 fps.
Yang kedua adalah hal yang sama, tetapi dengan kelembaban rendah (53%, dibandingkan dengan 61% kelembaban di Video # 1), dan berdurasi 5 milidetik secara real-time, direkam pada frame rate 25.000 fps pada waktu pemaparan yang lebih tinggi.
Studi baru ini menegaskan bahwa terjadinya petir vulkanik berhubungan dengan jumlah relatif partikel yang sangat halus pada kolom gas dan material vulkanik. Semakin kecil partikel, semakin besar jumlah kilat yang teramati. "Yang pada gilirannya berarti bahwa pengamatan petir vulkanik dapat memungkinkan seseorang untuk menyimpulkan distribusi konsentrasi dan ukuran partikel abu yang dikeluarkan selama letusan. Dan informasi ini sangat penting bagi upaya untuk memprediksi bagaimana partikel akan berperilaku di atmosfer, dan bagaimana mereka mungkin mempengaruhi lalu lintas udara, "kata Corrado Cimarelli. - Semua orang ingat akan gangguan yang menyebabkan jadwal penerbangan transatlantik dan Eropa oleh awan abu yang dilepaskan selama letusan Eyjafjallajökull pada bulan April 2010.
Temuan baru ini juga memberikan kontribusi untuk pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme yang mendasari pelucutan diri (self charging) partikel debu yang mengalami turbulensi. Mereka dengan demikian relevan tidak hanya untuk fenomena atmosfer lainnya, seperti badai pasir, tetapi juga untuk proses industri yang melibatkan interaksi antara aliran mobile dengan materi partikulat.
Baca Juga:
Source: phys.org
