สายฟ้าภูเขาไฟ เกิดขึ้นในขณะที่ลาวาปะทุและปล่อยควันลอยจากปากปล่องขึ้นสู่ท้องฟ้า

สายฟ้าภูเขาไฟ (Volcanic Lightning)

แสงแลบแปลบปลาบที่ฟาดผ่านออกมาจากลุ่มควันบนปากปล่องภูเขาไฟ เป็นภาพที่สร้างความสะพรึงและสวยงามไปพร้อมกัน

สายฟ้าภูเขาไฟ หรือ Volcanic Lightning เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่หาดูได้ยากที่สุดอย่างหนึ่งบนโลก การเกิดพายุและสายฟ้าฟาดบนปากปล่องภูเขาไฟที่กำลังปะทุ แสงฟ้าผ่าที่เจิดจ้าท่ามกลางกลุ่มหมอกควันและเถ้าถ่านของภูเขาไฟที่กำลังพวยพุ่งขึ้นสู่ท้องฟ้า ความมหัศจรรย์ที่มาพร้อมกับการระเบิดอย่างรุนแรงของภูเขาไฟ ส่งผลให้การลงพื้นที่สำรวจและศึกษาปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟอย่างใกล้ชิดกลายเป็นเรื่องยากและสุดแสนอันตราย ดังนั้น สาเหตุที่แท้จริงของการเกิดพายุสายฟ้าเหล่านี้ จึงกลายเป็นปริศนาที่นักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายได้แต่ทำการคาดการณ์ตามหลักทฤษฎีเบื้องต้นตลอดมา

สายฟ้าภูเขาไฟ, ภูเขาไฟ, ภูเขาไฟระเบิด
เมาต์ซีนาบุง ประเทศอินโดนีเซีย ปี 2014

กลไกการเกิดปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟ

พายุและสายฟ้าฟาดบนปากปล่องภูเขาไฟก่อตัวขึ้นเหนือพื้นโลก จากกลุ่มเถ้าถ่าน (Volcanic Plume) หนาแน่นที่พวยพุ่งออกมา เมื่อภูเขาไฟเกิดการระเบิด แรงดันและการปะทุที่รุนแรงส่งผลให้อนุภาคต่างๆ ของทั้งเศษหิน ไอน้ำ ลาวา และก้อนน้ำแข็งในกลุ่มหมอกควันและเถ้าถ่าน เกิดการปะทะและเสียดสีกัน จนก่อให้เกิดปฏิกิริยาจากแรงเสียดทาน (Friction) ที่ทำให้อนุภาคทั้งหลายกลายเป็นประจุไฟฟ้า เนื่องจากการชนและเสียดสีกันท่ามกลางอุณหภูมิร้อนจัด ส่งผลให้เกิดการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน (Electron) ระหว่างอนุภาคได้ง่าย อนุภาคที่ได้รับอิเล็กตรอนกลายเป็นอนุภาคที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นประจุลบ ขณะที่อนุภาค ซึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนกลายเป็นอนุภาคที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นประจุบวก อนุภาคทั้งสองขั้วเกิดการแบ่งแยกออกจากกันตามน้ำหนักและขนาดมวล ก่อตัวเป็นกลุ่มเมฆไอออน (Ion) อยู่เหนือปล่องภูเขาไฟ

สายฟ้าภูเขาไฟ, ภูเขาไฟ, ภูเขาไฟระเบิด
Sudurland ประเทศไอซ์แลนด์ ปี 2010

เมื่อการปะทุของภูเขาไฟยังคงดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง กลุ่มอนุภาคของเถ้าถ่านที่แยกออกจากกันตามคุณสมบัติทางไฟฟ้า จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ความต่างศักย์ทางไฟฟ้าสูงขึ้น จนกระทั่งเกินขีดจำกัดการต้านทานของอากาศ ก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน หรือการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งแสงจากสายฟ้าฟาด คือ การระเบิดของมวลอากาศที่ได้รับความร้อนสูงจัดในเวลาอันรวดเร็วจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ซึ่งต้องการเชื่อมต่ออนุภาคขั้วตรงข้ามเข้าหากัน เพื่อสร้างสมดุลระหว่างอนุภาคทั้งสอง

ปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟมักเกิดขึ้นจากการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่ เนื่องจากมีแต่การระเบิดอย่างรุนแรง จึงสามารถส่งกลุ่มเถ้าถ่านปริมาณมากขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศโลก ทำให้เกิดความแตกต่างทางอุณหภูมิและการเสียดสีระหว่างอนุภาคจากเศษเถ้าภูเขาไฟที่รุนแรงยิ่งขึ้น

สายฟ้าภูเขาไฟ, ภูเขาไฟ, ภูเขาไฟระเบิด
ภูเขาไฟเอยาฟยาลาเยอคุตล์ ประเทศไอซ์แลนด์

บันทึกการเกิดปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟ

ปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟถูกพบเห็นและได้รับการบันทึกไว้ราว 200 ครั้ง ในช่วง 200 ปีที่ผ่านมา แต่บันทึกฉบับแรกสุดที่มีการกล่าวถึงปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟ เกิดขึ้นเมื่อหลายพันปีก่อน (ปีค.ศ. 79) ผ่านการพบเห็นและจารึกไว้โดย กาอิอุส ปลีนิอุส เซซิลิอุส แซกุนดุส (Gaius Plinius Caecilius Secundus) นักเขียนในยุคโรมันโบราณที่รู้จักกันในชื่อ “พลินีผู้เยาว์” (Pliny the Younger) จากเหตุระเบิดของภูเขาไฟเวซูเวียส (Mount Vesuvius) ในปอมเปอี (Pompei)

ที่ส่งผลให้เกิดการศึกษาปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟอย่างจริงจังที่ภูเขาวิสุเวียสในเวลาต่อมา โดยภูเขาไฟวิสุเวียสเกิดการปะทุขึ้นพร้อมกับการเกิดปรากฏการณ์สายฟ้าบนปากปล่องภูเขาไฟอีกหลายครั้ง ทั้งในปีค.ศ. 1858, 1868 และในปีค.ศ. 1872 นอกจากนี้ ภูเขาไฟเอยาฟยาลาเยอคุตล์ (Eyjafjallajökull) ของไอซ์แลนด์ ภูเขาไฟซากูราจิมะ (Sakurajima) ของญี่ปุ่น และภูเขาไฟเอตนา (Etna) ของอิตาลี ต่างเคยสร้างปรากฏการณ์สายฟ้าแห่งภูเขาไฟให้ผู้คนได้พบเห็นในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

Ethan Siegel – https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/02/09/how-do-volcanoes-make-lightning/#41e65be24cac

Deanna Conners – https://earthsky.org/earth/volcanic-lightning-how-does-it-happen

National Geographic Society – https://www.nationalgeographic.org/media/volcanic-lightning-wbt/

Michael Kuhne – https://www.accuweather.com/en/weather-news/the-mystery-of-volcanic-lightning-continues-to-intrigue-researchers-2/433917


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: ภูเขาไฟมิฮาระ ดินแดนที่ (คนไทย) ยังไม่ค่อยรู้จัก

เรื่องแนะนำ

เทียบกันตาต่อตา

การจำลองภาพการมองเห็นของสัตว์อย่างสมบูรณ์แบบเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่ช่างภาพของเราสร้างภาพให้ใกล้เคียงได้โดยใช้ชุดอุปกรณ์ของเขาผสมผสานข้อมูลจากห้องปฏิบัติการ เช่น ความหนาแน่นของตัวรับแสงและปฏิกิริยาต่อแสง จากภาพเปรียบเทียบนี้ ภาพด้านซ้ายคือการมองเห็นของมนุษย์ เทียบกับภาพด้านขวาแทนการมองเห็นของสัตว์ หนอนตัวแบน (พลานาเรีย) (Dugesia dorotocephala) ตาของหนอนตัวแบนประกอบด้วยเซลล์ ตัวรับแสงรูปทรงคล้ายถ้วยขนาดเล็กที่สามารถระบุได้ว่า แสงมาจากทิศทางใด หนอนจำเป็นต้องใช้เบาะแสนี้ในการระบุถิ่นอาศัยที่เหมาะสม ซึ่งต้องมีที่กำบังแสงอาทิตย์ แมงกะพรุนกล่อง (Tripedalia cystophora) แมงกะพรุนกล่องไม่มีสมองสำหรับแปลผลข้อมูล ที่ได้จากประสาทรับความรู้สึก แต่มันตอบสนองต่อภาพความคมชัดตํ่าแบบเรียบง่ายได้ ดวงตาที่มีเลนส์สี่ดวงมองขึ้นด้านบนเพื่อรับรู้ร่มเงาพืชชายเลนซึ่งเป็นบริเวณที่มีอาหารอุดมสมบูรณ์ ดวงตาที่มีเลนส์อีก สี่ดวงมองลงด้านล่างผ่านร่างกายโปร่งใสเพื่อช่วยให้มันหลบหลีกสิ่งกีดขวางด้านล่างได้ ผีเสื้อเหยี่ยวงวงช้าง (Deilephila elpenor) รูม่านตาขนาดใหญ่ของผีเสื้อเหยี่ยวงวงช้างเอื้อให้แสงปริมาณมากผ่านเข้าสู่ดวงตา ช่วยให้มันแยกแยะสีได้แม้แต่ในแสงสลัวของดวงดาวในคืนข้างแรม ดังนั้นผีเสื้อที่หากินในเวลากลางคืนและมีเครื่องนำทางชนิดนี้จึงสามารถเสาะหานํ้าต้อยในดอกไม้ ซึ่งมีสีสันที่มนุษย์มองไม่เห็นในเวลากลางคืนได้ แมว (Felis catus) ดวงตาของแมวบ้านมีเซลล์รูปแท่งที่ไวต่อสภาวะแสงน้อยดีกว่าของมนุษย์ และรูม่านตาแบบช่องเล็กยาวเปิดได้กว้างในความมืด ช่วยให้แมวล่าสัตว์ขนาดเล็กในเวลากลางคืนได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม ความที่มีเซลล์รูปกรวยที่ไวต่อสีน้อยกว่า แมวจึงแยกแยะสีเขียวกับสีแดงไม่ได้ นกอินทรีหัวล้าน (Haliaeetus leucocephalus) ถ้าอยากมองหาดวงตาที่มีความคมชัดสูงเป็นพิเศษ (2.5 เท่าของดวงตามนุษย์) ให้ดูนกอินทรีหัวล้าน เป็นตัวอย่าง ขณะที่จอตาของมนุษย์มีบริเวณที่มี ตัวรับแสงหนาแน่นอยู่บริเวณเดียว นกอินทรีมี สองบริเวณ ซึ่งช่วยให้มันเห็นตรงด้านหน้าและ ด้านข้างได้ในเวลาเดียวกัน […]

ลักษณะทางกายภาพของพื้นผิวโลก

ธรณีสัณฐาน ที่แตกต่างกันบนภูมิประเทศต่างๆ สร้างความหลากหลายทางทัศนียภาพ ธรณีสัณฐาน (Landforms) คือ ลักษณะทางกายภาพหรือรูปพรรณสัณฐานที่เกิดขึ้นบนแผ่นเปลือกโลก โดยนับเป็นส่วนหนึ่งของภูมิประเทศที่มีเอกลักษณ์แตกต่างกันออกไปในแต่ละพื้นที่ เช่น ภูเขาสูง ทะเลทราย ที่ราบลุ่ม และหุบเหวลึก ธรณีสัณฐานเหล่านี้ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติ ทั้งจากการผุพัง การกัดกร่อนและการกัดเซาะของคลื่นลมและกระแสน้ำ (Weathering) รวมไปถึงการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็งและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonics) ซึ่งอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงหรือยาวนานนับล้านปีในการสร้างสรรค์และก่อกำเนิดเป็นภูมิประเทศในลักษณะต่าง ๆ บนโลก ธรณีสัณฐานสามารถจำแนกออกเป็น 4 ประเภทหลัก (Major Landform) ดังนี้ ภูเขาหรือเทือกเขา (Mountains) หมายถึง ลักษณะภูมิประเทศที่มีระดับความสูงมากกว่าพื้นที่โดยรอบตั้งแต่ 600 เมตรขึ้นไป เป็นพื้นที่ซึ่งมีความลาดชันสูง โดยภูเขาส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก จากความร้อนและความดันใต้พื้นพิภพ รวมไปถึงแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และการผุพัง การกร่อน และการกัดเซาะจากกระแสลม กระแสน้ำและธารน้ำแข็งที่กระทำต่อพื้นที่โดยรอบ ภูเขาสามารถพบได้ทั้งในมหาสมุทรและบนพื้นแผ่นดิน ดังนั้น จึงมีบ่อยครั้งที่ภูเขาซึ่งเกิดขึ้นใต้ท้องทะเล ถูกเรียกว่าเป็นเกาะที่โผล่พ้นขึ้นมาเหนือผิวน้ำ     ตัวอย่างของภูเขาหรือเทือกเขาที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ได้แก่ เทือกเขาหิมาลัย (Himalayas) […]

สมาร์ทโฟน ส่งผลอย่างไรต่อวิถีชีวิตของคนในสังคมปัจจุบัน

เจ้าคอมพิวเตอร์ขนาดพกพา หรือที่เราเรียกกันจนติดปากว่า "สมาร์ทโฟน" สามารถเนรมิตสิ่งมหัศจรรย์มากมายเพียงแค่ปลายนิ้วสัมผัส แต่ผลการศึกษาล่าสุดกลับพบว่ามันส่งผลด้านลบต่อชีวิตประวันของเรา มากกว่าที่คิด

เมฆรูปธง (Banner Cloud)

 เมฆรูปธง หนึ่งในกลุ่มเมฆภูเขา (Orograhic Cloud) ที่ก่อตัวขึ้นจากการเคลื่อนที่ของกระแสอากาศหรือมวลอากาศในแนวระดับที่ยกตัวสูงขึ้น เมฆรูปธง (Banner Cloud) หรือ “เมฆป้าย” คือ หนึ่งในกลุ่มเมฆภูเขา (Orograhic Cloud) ที่ก่อตัวขึ้นจากการเคลื่อนที่ของกระแสอากาศหรือมวลอากาศในแนวระดับที่ยกตัวสูงขึ้น เมื่อเคลื่อนที่ปะทะเข้ากับสิ่งกีดขวาง โดยเฉพาะเทือกเขาสูงชัน และจะคงตัวอยู่ (Stationary Cloud) ด้านหลังลมของยอดเขาก่อนจะสลายตัวไป เมฆรูปธงจึงถูกพบเห็นบ่อยครั้งตามเทือกเขาสูงที่ตั้งอยู่อย่างโดดเดี่ยว โดยเฉพาะภูเขาที่มียอดเขาแหลมคมและมีรูปทรงคล้ายพีระมิด ทำให้เมฆพิเศษชนิดนี้ เมื่อปรากฏขึ้นจึงดูคล้ายคลึงกับการมีธงหรือป้ายขนาดใหญ่โบกสะบัดอยู่เหนือยอดเขา และยังทำให้เมฆรูปธงส่วนใหญ่มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นเพียงหิมะบนยอดเขาที่ถูกพัดลงมาตามกระแสลมเท่านั้น การก่อตัวของเมฆรูปธง เมฆรูปธงมีกลไกการก่อตัวคล้ายคลึงกับเมฆยอดเขา (Cap Cloud) ที่ได้รับอิทธิพลมาจากการยกตัวของภูมิประเทศ (Orographic Influence) ทำให้เกิดเมฆทางด้านรับลม (Windward Side) ของแนวเทือกเขาที่จะค่อย ๆ สลายตัวไป เมื่อกระแสลมเคลื่อนที่ลงไปตามด้านหลังลม (Leeward Side) ของเทือกเขาดังกล่าว แต่เมฆรูปธงมักก่อตัวขึ้นและคงตัวอยู่ทางด้านหลังลมของภูเขาเท่านั้น เมื่อกระแสลมพัดผ่านเทือกเขาโดดเดี่ยวที่มีลักษณะของปลายยอดแหลม ทำให้กระแสอากาศที่มีความร้อนสูงพัดพาเอาความชื้นจากบริเวณที่ราบหรือพื้นที่ในระดับต่ำกว่า เคลื่อนที่ขึ้นไปตามแนวเทือกเขา ก่อนเย็นตัวลงและก่อให้เกิดการกลั่นตัวของไอน้ำ กลายเป็นกลุ่มเมฆที่ก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง ประกอบกับการแบ่งชั้นของกระแสลมเหนือยอดเขาด้านบน การยกตัวขึ้นของมวลอากาศบางส่วนหลังเทือกเขา (Leeside Upwelling) และกระแสลมรอบเทือกเขาที่ทำให้เกิดการไหลวนของกระแสอากาศบริเวณปลายยอดในด้านหลังลม ก่อตัวเป็นเมฆรูปธงจากการไหลของกระแสอากาศที่เคลื่อนที่ด้านหลังเทือกเขานั่นเอง […]