En el año 79 dC, Plinio el Joven fue testigo de la erupción del Vesubio de primera mano. Varios años después, relató la devastación en una serie de cartas, que detalla no solo los "chillidos de las mujeres, los lamentos de los bebés y los gritos de los hombres", sino las furiosas fuerzas de la naturaleza evidentes en la escena, que incluyen "la oscuridad aterradora nubes, que se rompen por los rayos retorcidas y arrojadas, abriéndose para revelar enormes figuras de llamas.
Aunque las columnas de humo negro y llamas rugientes descritas por Plinio probablemente se alinean con la visión de una erupción volcánica de la persona promedio, los rayos, eclipsados por la aterradora imagen de lava que brota de la cima de un volcán, a menudo no logran el corte. Aún así, Maya Wei-Haas informa para National Geographic, estos zarcillos eléctricos ofrecen más que un espectacular espectáculo de luces. Según un nuevo estudio publicado en el Journal of Volcanology and Geothermal Research, los rayos podrían ayudar a los investigadores a monitorear mejor las erupciones al proporcionar información sobre el comportamiento de los volcanes en tiempo casi real.
Los científicos de la Universidad Estatal de Portland, el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), la Universidad de Washington y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica se basaron en la base de datos de la actividad de rayos de la Red Mundial de Localización de Relámpagos en 1.563 volcanes activos, así como en imágenes satelitales que capturan volcánicos expansión de la pluma, para rastrear las tasas de rayos en varios puntos durante una erupción.
El equipo descubrió que la cantidad de rayos que crepitaban en el cielo alcanzó su punto máximo cuando una erupción experimentó una intensificación inicial y cayó a medida que el penacho se expandió constantemente, lo que sugiere que los picos en la actividad marcan cambios clave durante las primeras etapas de las erupciones.
El análisis de rayos tiene varias ventajas sobre los métodos de monitoreo tradicionales, según Wei-Haas. Los investigadores generalmente confían en los sismómetros para medir las posibles amenazas volcánicas, pero tales herramientas son difíciles de instalar y mantener, lo que significa que a menudo son colocadas por volcanes que bordean comunidades en lugar de aquellos en áreas remotas. Desafortunadamente, el aislamiento relativo no excluye el riesgo, ya que los aviones que vuelan sobre volcanes remotos pueden verse obstaculizados por cenizas volcánicas.
Las imágenes satelitales y el infrasonido son otras dos opciones, pero ambas tienen desventajas: las nubes u oscuridad pueden ocultar pistas clave para las erupciones inminentes, y las ondas de sonido utilizadas en el infrasonido pueden confundirse a medida que se mueven a través de cientos de millas. La detección de rayos, por otro lado, es rápida (incluso superando los informes de testigos oculares) y menos susceptible a los obstáculos climáticos. Como dice la coautora del estudio Alexa Van Eaton, una vulcanóloga del Observatorio del Volcán Cascadas de USGS, National Geographic, la luz también evita la distorsión potencial que experimentan las ondas sonoras.
Los relámpagos volcánicos han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. Al escribir para The Washington Post en 2016, Angela Fritz explica que es difícil atrapar un rayo en acción, ya que los ataques solo ocurren al comienzo de las erupciones más intensas.
En general, los rayos sirven como mecanismo de corrección para cargas negativas y positivas separadas en la atmósfera. Cuando cae un rayo, dichos cargos se neutralizan. Los científicos saben que los culpables de una tormenta eléctrica promedio son cristales de hielo electrificados, pero hasta hace poco, la ciencia exacta detrás de los rayos volcánicos seguía siendo un misterio. Luego, en 2016, dos estudios publicados por separado en Geophysical Research Letters describieron explicaciones prometedoras para el fenómeno singular.
Como Becky Oskin señala para Live Science, un informe centrado en imágenes de video, infrasonidos y análisis electromagnéticos relacionados con el volcán Sakurajima de Japón. Combinados, los datos sugirieron que la electricidad estática generada por las partículas que se frotan en gruesas nubes de cenizas fue responsable de los rayos volcánicos. El segundo estudio, que también fue dirigido por Van Eaton, se centró en la erupción del volcán Calbuco en Chile en abril de 2015. Curiosamente, el equipo registró distintas similitudes entre los rayos volcánicos y los relámpagos de tormentas eléctricas; A pesar de la naturaleza aparentemente contradictoria de un volcán helado, Van Eaton y sus colegas descubrieron que las nubes llenas de vapor de cenizas que se diluían producían hielo que disparaba los rayos como una nube de tormenta.
Junto con los hallazgos más recientes, los estudios de 2016 ofrecen una amplia evidencia de la importancia del rayo en el seguimiento de la actividad volcánica. Pero como Rebecca Williams, una vulcanóloga de la Universidad de Hull que no participó en el estudio, le dice a Wei-Haas de National Geographic, quedan preguntas, incluida la cuestión de qué tan bien la red de sensores de WWLLN distingue entre tormentas y relámpagos volcánicos.
"Se necesita hacer más trabajo para distinguir completamente los dos tipos, pero aquí hay un gran potencial", dice Hull.
Van Eaton se hace eco de este sentimiento, diciéndole a Wei-Haas que se debe realizar una investigación adicional antes de que el método sea adoptado para uso popular.
"Lo que realmente tenemos con este artículo son algunas observaciones jugosas", concluye Van Eaton. "Espero que esto desencadene una gran cantidad de trabajo de modelado interesante y las personas que puedan tomar estas observaciones y llevarlas al siguiente nivel".
