Перед началом экспериментов исследователи детально изучили, как образовывается вулканическая молния в природе. Им было известно, что ключевую роль в этом играет столкновение частиц золы внутри вулкана, однако детали явления оставались неизвестными. Поэтому исследователи попытались создать вулканические молнии в лаборатории.
В исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, ученые сообщили, как их установка может изменить свойства вулканического шлейфа, чтобы выяснить, как изменение температуры или влажности золы может увеличить или уменьшить шансы на образование молний.
Они выяснили, что вулканическая молния имеет тот же принцип образования, что и обычная — для этого нужно разделить положительный и отрицательный заряды. Когда такое разделение становится слишком большим, образовывается молния, нейтрализующая разницу зарядов. Однако ученые смогли выяснить, что другие принципы образования молний в вулканах отличаются.
В вулканических молниях большую роль играют столкновения частиц, которые и создают часть электрификации, отметили исследователи. Зола в этом случае создает большее трение, которое приводит к образованию электрических зарядов. Этот эффект, известный как трибоэлектричество, также происходит, когда вы трете воздушный шар о волосы и он может прикрепиться к этой поверхности. Ученые отметили, что по такому же принципу взрывы вулканического мусора способствуют накоплению электрического заряда.
Для своих экспериментов ученые использовали установку, известную как фрагментарная бомба: камеру с содержанием золы, которая в определенной точке под высоким давлением сжимается и размножается в стальной накопительный бак. Это высвобождает пепел как расширяющуюся струю, в которой и рождается вулканическая молния. Исследователи надеются, что, произведя достаточное количество молний, они смогут выяснить все детали ее образования.