Apa Penyebab Petir Vulkanik? – Perbedaannya.com

Petir vulkanik.

Petir vulkanik adalah pelepasan listrik yang disebabkan oleh letusan gunung berapi. Ini sering terjadi selama tahap awal letusan. Letusan gunung berapi kadang-kadang disebut sebagai “badai petir kotor” karena pembentukan es dan konvensi lembab yang mendorong dinamika letusan-bulu, yang pada akhirnya memicu petir vulkanik. Tidak seperti badai petir biasa, letusan gunung berapi dapat menghasilkan sambaran petir sebelum kristal es terbentuk di awan abu. Pengamatan kilat vulkanik yang tercatat paling awal terjadi pada tahun 79 M, ketika Gaius Plinius Caecilius Secundus, yang dikenal sebagai Pliny the Younger, menggambarkan letusan Gunung Vesuvius. Namun, petir vulkanik tidak dipelajari sampai abad kesembilan belas, ketika Profesor Palmieri mengamati letusan gunung berapi Gunung Vesuvius pada tahun 1872, 1868, 1861, dan 1858, yang sering termasuk petir vulkanik, di Observatorium Vesuvius.

Penyebab

Petir vulkanik tidak terbentuk jauh di dalam Kerak Bumi , melainkan di bulu-bulu vulkanik. Petir vulkanik terjadi selama fase aktif letusan dan lebih sering terjadi pada letusan dengan gumpalan abu besar, di mana lava menghasilkan gradien suhu yang signifikan. Ketika lava mencapai permukaan, ia meletus melalui titik-titik lemah. Selain itu, ketika gunung berapi meletus, lava biasanya disertai dengan abu dan jelaga yang cukup banyak. Kadang-kadang, jika partikel bermuatan, petir dihasilkan.

Para ilmuwan telah mengidentifikasi dua fase produksi petir vulkanik selama letusan intens. Tahap pertama, disebut sebagai fase letusan, merupakan petir vulkanik yang terjadi segera setelah kawah meletus. Fase erupsi petir diyakini disebabkan oleh partikel yang dikeluarkan yang bermuatan positif. Tahap kedua, bernama fase plume, mengacu pada petir yang terbentuk di gumpalan abu, yang disebabkan oleh partikel abu vulkanik yang terfragmentasi dan bertabrakan yang menghasilkan listrik statis. Partikel abu vulkanik biasanya bermuatan, dan tumbukan menghasilkan pemisahan muatan. Berbagai proses, termasuk penyortiran aerodinamis, dapat memisahkan partikel bermuatan negatif dan positif, sehingga beberapa bagian awan menjadi lebih bermuatan positif atau negatif daripada yang lain. Setelah pemisahan muatan menjadi terlalu kuat, listrik mengalir antara bagian awan yang bermuatan negatif dan positif, menciptakan petir yang menetralkan pemisahan muatan. Badai petir yang intens dapat dihasilkan selama letusan gunung berapi besar.

Mekanisme Pengisian

Pengisian Es

Pengisian es memainkan fungsi kunci dalam berbagai jenis gumpalan letusan, terutama yang melibatkan interaksi magma-air atau gumpalan yang naik di atas titik beku. Pengisian es adalah mekanisme badai petir yang kotor dari elektrifikasi gumpalan vulkanik. Badai petir biasanya menghasilkan petir melalui pengisian es saat awan dialiri listrik oleh hidrometeor lain dan kristal es yang bertabrakan. Plumes memiliki air yang melimpah, yang bersumber dari magma. Air diuapkan dari gletser dan danau di sekitarnya, dan kemudian terbawa saat gumpalan vulkanik meletus ke atmosfer. Uap air mengembun menjadi cair saat naik ke atmosfer. Jika suhu gumpalan turun di bawah titik beku, cairan membeku dan menjadi es. Aktivitas petir meningkat secara signifikan setelah gumpalan vulkanik naik di atas titik beku. Kristal es di puncak awan vulkanik adalah pembawa muatan.

Pengisian Gesekan

Mekanisme pengisian listrik utama dalam gumpalan vulkanik selama letusan diyakini dengan pengisian gesekan (Triboelectric). Muatan listrik dihasilkan ketika abu, partikel es, dan pecahan batu di gumpalan vulkanik bertabrakan dan menghasilkan listrik statis, yang mirip dengan cara partikel es bertabrakan dalam badai petir. Aktivitas konvektif yang menyebabkan naiknya gumpalan vulkanik dan pemisahan muatan listrik di awan juga menyebabkan gangguan listrik.

Pengisian Radioaktif

Sementara efeknya diyakini memiliki dampak minimal pada pengisian plume vulkanik, radioisotop dalam batuan yang dikeluarkan dapat mempengaruhi pengisian partikel. Sebuah studi yang dilakukan pada partikel abu dari letusan Grimsovtn dan Eyjafjallajökull, keduanya merupakan gunung berapi di Islandia, mengkonfirmasi adanya radioaktivitas yang terjadi secara alami. Radioisotop yang ditemukan dalam partikel dari bulu-bulu Eyjafjallajökull adalah sumber pengisian partikel yang tidak mungkin. Namun, ada potensi yang lebih besar untuk pengisian sendiri di dekat lubang gunung berapi, di mana partikel besar ditemukan.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Petir Vulkanik

Ketinggian Gumpalan Vulkanik

Ketinggian gumpalan abu gunung berapi berhubungan langsung dengan mekanisme yang menghasilkan petir vulkanik. Dalam gumpalan abu yang lebih pendek (kurang dari 2,49 mil), persentase partikel yang cukup besar mendapatkan muatannya dari proses fragmentasi batuan di dekat lubang gunung berapi, yang merupakan proses yang dikenal sebagai fractoemission. Konsentrasi uap air yang tinggi dalam abu plum yang lebih tinggi (antara 4,35 mil dan 7,46 mil) berkontribusi terhadap aktivitas petir.

Suhu Atmosfer

Suhu atmosfer memainkan peran penting dalam generasi petir vulkanik. Suhu yang sangat dingin membantu mengembunkan uap air dalam gumpalan gunung berapi sebelum membekukan partikel air menjadi es. Suhu dingin juga mendorong pengisian es, yang menghasilkan lebih banyak aktivitas listrik.

Bola Vulkanik yang Diinduksi Petir (LIVS)

Penyelidikan dan studi eksperimental deposit vulkanik telah mengkonfirmasi bahwa petir vulkanik menghasilkan produk sampingan yang dikenal sebagai bola vulkanik yang diinduksi petir (LIVS). Bola kaca kecil terbentuk selama proses suhu tinggi, termasuk sambaran petir dari awan ke tanah. Suhu sambaran petir dapat melebihi 30.000 °C, dan ketika sambaran petir mengenai partikel abu di gumpalan vulkanik, salah satu dari dua hal dapat terjadi. Sambaran petir dapat menguapkan abu sepenuhnya atau melelehkan abu, yang memadat saat mendingin dan membentuk bentuk bola. Kehadiran LIVS berfungsi sebagai bukti geologis petir vulkanik, meskipun tidak diamati secara langsung.