Gewitter, vulkanisch

Entstehung von vulkanische Gewittern und Blitzen in Aschewolken

Starke, explosive Eruptionen können vulkanische Blitze bzw. vulkanische Gewitter generieren, die in Aschewolken auftreten. Diese Blitze sind ein spektakuläres Naturphänomen, das die gewaltige Energie eines Vulkanausbruchs eindrucksvoll sichtbar macht.

Einzelne vulkanische Blitze können bei strombolianischen und vulcanianischen Eruptionen entstehen, wie wir sie an regelmäßig eruptierenden Vulkanen wie Sakurajima, Colima, Fuego oder jüngst am Ibu kennen. Regelrechte vulkanische Gewitter mit oft Tausenden Blitzen kommen normalerweise bei stärkeren Eruptionen vor, bei denen Aschewolken über 10 Kilometer hoch aufsteigen. Besonders für plinianische Eruptionen sind sie typisch. Sie wurden aber auch schon bei schwächeren Eruptionen mit lang anhaltendem Ascheausstoß beobachtet.

Besonders die Entstehung vulkanischer Blitze bei mäßig starken Eruptionen ist nicht zur Gänze geklärt. Hier bleibt die Frage offen, warum bei vergleichbar starken Eruptionen mal Blitze entstehen und ein anderes Mal nicht.

Generell kommt die Forschung zum Schluss, dass vulkanische Gewitter durch die komplexen Wechselwirkungen zwischen Vulkanasche und Gasen entstehen, die bei explosiven Eruptionen freigesetzt werden. Während der Eruption der Tephra kommt es zu folgenden Prozessen:

1. Ladungstrennung: Wenn die vulkanische Asche und die Gesteinspartikel in die Atmosphäre geschleudert werden, reiben sie aneinander. Diese Reibung führt zur Trennung von elektrischen Ladungen. Einige Partikel laden sich positiv auf, während andere negativ geladen werden.
2. Bildung von Ladungsschichten: Die verschiedenen geladenen Partikel ordnen sich in der Aschewolke an und bilden unterschiedliche Schichten von positiven und negativen Ladungen. In der Regel sammeln sich die negativen Ladungen in den unteren Teilen der Wolke und die positiven Ladungen in den oberen Teilen.
3. Elektrische Feldbildung: Die Ladungstrennung und die Schichtung der geladenen Partikel erzeugen ein starkes elektrisches Feld innerhalb der Aschewolke. Wenn die Spannung zwischen den Ladungsschichten groß genug wird, kann es zu einem Ladungsausgleich kommen.
4. Entladung und Blitze: Der Ladungsausgleich erfolgt durch elektrische Entladungen, die wir als Blitze wahrnehmen. Diese Blitze sind ähnlich denen, die bei normalen Gewittern auftreten, aber sie entstehen innerhalb der vulkanischen Aschewolke. Diese Blitze können zwischen verschiedenen Teilen der Aschewolke oder zwischen der Wolke und dem Boden auftreten.

Welchen Einfluss die einzelnen Parameter einer Eruptionswolke auf die Entstehung vulkanischer Gewitter nehmen, ist noch nicht hinreichend erforscht. Menge, Dichte und Geschwindigkeit der ausgestoßenen Partikel variieren von Eruption zu Eruption und werden maßgeblich beeinflussen, ob ein vulkanisches Gewitter entsteht. Hinzu könnten besonders bei den mäßig starken Eruptionen atmosphärische Bedingungen eine Rolle spielen und die Blitzhäufigkeit beeinflussen.