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

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เหตุใดนภาจึงกัมปนาท

หลายครั้งที่ได้ยินคำถาม ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เสียงเปรี้ยงปร้างดังสนั่น มีคำอธิบายอย่างไร “ ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ครับ ” หลานชายวัยกำลังหัดเจรจาของฉันไถ่ถามขึ้นมาระหว่างคืนฝนพรำและแสงแปลบปลาบวิ่งพล่านไปทั่วฟ้า ฉันนึกหาคำอธิบายอย่างง่ายที่สุดเพื่อให้เหมาะสมกับวัยของผู้ฟัง แต่ก็เป็นเรื่องยากเกินกว่าที่ตั้งใจไว้ ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า (Thunder) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับก้อนเมฆ หรือเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน การเคลื่อนที่ขึ้นลงของกระแสอากาศ (updraft/downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าในแต่ละบริเวณของก้อนเมฆและพื้นดินด้านล่าง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งทั้งสองที่มีค่าระดับหนึ่ง จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยมีประจุบวกอยู่ทางด้านบนของก้อนเมฆ ประจุลบอยู่ทางตอนล่างของก้อนเมฆ พื้นดินบางแห่งมีประจุบวก พื้นดินบางแห่งมีประจุลบ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท การเกิดประจุไฟฟ้าในอากาศ เมื่อท้องฟ้าเต็มไปด้วยก้อนเมฆอันเกิดจากการควบแน่นของละอองน้ำในอากาศ และกระแสลมพัดให้เคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้า โมเลกุลน้ำและโมเลกุลอากาศเกิดการเสียดสีกันขณะที่เมฆเคลื่อนตัวไปในอากาศ จึงเกิดประจุไฟฟ้าขึ้นในก้อนเมฆและทวีปริมาณมากขึ้น จนกระทั่งเกิดความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆ ทำให้เกิดการถ่ายเทประจุระหว่างหรือภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆและพื้นดิน หลักการเกิดฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และฟ้าร้อง อธิบายได้ดังนี้ เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่ด้านบนของก้อนเมฆ ทำให้เกิดแสงสว่างในก้อนเมฆ หรือประจุไฟฟ้าลบบริเวณฐานเมฆก้อนหนึ่งถูกเหนี่ยวนำไปหาประจุบวกในเมฆอีกก้อนหนึ่ง จะมองเห็นสายฟ้าวิ่งข้ามระหว่างก้อนเมฆเรียกว่า “ฟ้าแลบ” เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่บนพื้นดิน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากก้อนเมฆพุ่งลงสู่พื้นดินเรียกว่า “ฟ้าผ่า” ในทางกลับกัน ประจุลบที่อยู่บนพื้นดินถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกในก้อนเมฆ มองเห็นเป็นฟ้าแลบจากพื้นดินขึ้นสู่ท้องฟ้า เมื่อเกิดฟ้าแลบหรือฟ้าผ่า […]

การพักผ่อน สำคัญกับร่างกายของเราอย่างไร

ไม่เป็นอะไรหรอก ขอเคลียร์งานต่ออีกสักหน่อย เดี๋ยวค่อยนอน พรุ่งนี้ค่อยใช้กาแฟเป็นตัวช่วย หลายคนอาจจะเคยสละเวลาการนอน หรือ การพักผ่อน เพื่อที่จะได้ดูซีรีส์เรื่องโปรด หรือเคลียร์โปรเจ็กต์ หรืองานที่คั่งค้าง แล้วบอกกับตัวเองว่า เดี๋ยวไปกินกาแฟ หรือเครื่องดื่มชูกำลังในตอนเช้า ก็ช่วยให้หายง่วงได้ แต่ในทางการแพทย์ชี้ว่า พฤติกรรมเหล่านั้นเป็นหนึ่งในพฤติกรรมที่ส่งผลเสียต่อสุขภาพของเรา การพักผ่อนไม่เพียงพอเป็นปัญหาต่อสุขภาพอย่างไร  อย่างแรก การพักผ่อนไม่เพียงพอจะส่งผลให้ตัวเรานั้นรู้สึกเหนื่อยและเพลียอยู่ตลอดเวลา เรียนหนังสือไม่รู้เรื่อง สมาธิจดจ่อกับงานลดลง ขี้หลงขี้ลืม หรือแม้กระทั่งทำให้หงุดหงิดง่ายขึ้น เหล่านี้เป็นเพียงแค่ผลกระทบในระยะสั้นของการพักผ่อนไม่เพียงพอ ในส่วนของผลกระทบระยะยาวนั้น มีตั้งแต่การเสื่อมสรรถภาพทางเพศ หน้าแก่ก่อนวัยอันควร จนไปถึงก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเป็นโรคต่อไปนี้ โรคที่เกี่ยวกับหัวใจ อย่าง โรคหัวใจ อาการหัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน หรือ อาการเต้นผิดจังหวะของหัวใจ โรคความดันโลหิตสูง หากไม่ได้รับการดูแลรักษาอย่างถูกต้องและทันท่วงที อาจจะส่งผลเสียต่ออวัยวะที่สำคัญต่าง ๆ ของร่ายกายได้ เช่น หัวใจ สมอง ไต ตา และ หลอดเลือด เส้นเลือดสมองแตก เบาหวาน สำหรับใครที่ไม่รู้ว่าตัวเองกำลังประสบปัญหานี้อยู่หรือเปล่า ให้ดูว่าตนเองมีอาการง่วงหงาวหาวนอนในขณะที่ทำกิจกรรมต่อไปนี้อยู่หรือไม่ ตอนนั่งดูทีวี หรืออ่านหนังสือ ขณะกำลังประชุม หรืออยู่ในห้องเรียน นั่งคุยกับใครสักคน นั่งอยู่เฉย ๆ หลังกินข้าวเที่ยงเสร็จ จอดรถติดไฟแดง ทั้งหมดนี้เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งในอาการนอนพักผ่อนไม่เพียงพอเท่านั้น […]

ชุดตรวจโรคโควิด-19 ผลงานโดยนักวิจัยชาวไทย

สวทช. ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยมหิดล พัฒนาวิธีสกัดอาร์เอ็นเอของเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่จากตัวอย่างแบบง่าย และ ชุดตรวจโรคโควิด-19 ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว ลดการนำเข้าหากมีการระบาดของโควิด -19 ระยะ 2 กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับมหาวิทยาลัยมหิดล พัฒนาวิธีสกัดอาร์เอ็นเอ (RNA) ของเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ (SARS-CoV-2) จากตัวอย่างแบบง่าย และ ชุดตรวจโรคโควิด-19 ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว เพื่อประหยัดงบประมาณและลดการนำเข้าชุดสกัดอาร์เอ็นเอ และชุดตรวจจากต่างประเทศ สวทช. เป็นหน่วยงานวิจัยและพัฒนาที่ให้ความสำคัญในการนำผลงานวิจัยและเทคโนโลยีไปใช้ในการช่วยเหลือประเทศชาติ ซึ่งตั้งแต่เดือนมกราคมที่ผ่านมา ทีมนักวิจัย สวทช. ได้คิดค้นและวิจัยนวัตกรรมเพื่อรับมือกับการแพร่ระบาดที่เกิดขึ้น โดยนำองค์ความรู้ในเทคโนโลยีสาขาต่าง ๆ มาประยุกต์ใช้ และทำงานแข่งกับเวลา ที่ผ่านมา สวทช, สนับสนุนการทำงานของแพทย์ พยาบาล และบุคลากรทางการแพทย์ ทั้งเรื่องการตรวจยืนยัน ตรวจติดตาม และประเมินความเสี่ยง เช่น แอปพลิเคชัน DDC-Care เพื่อติดตามและประเมินผู้ที่มีความเสี่ยงต่อโรคติดเชื้อโควิด-19 ซึ่งกรมควบคุมโรคได้นำไปใช้ในพื้นที่จริง และช่วยแบ่งเบาภาระให้กับบุคลากรทางการแพทย์ได้เป็นอย่างดี นอกนากนี้ สวทช. ยังพัฒนาแอปพลิเคชัน […]

การเกิดผลและเมล็ด : โครงสร้างของผลและเมล็ด

การเกิด ผลและเมล็ด เป็นกระบวนการของพืชสำหรับขยายพันธุ์เป็นต้นใหม่ต่อไป เมื่อสิ้นสุดกระบวนการปฏิสนธิของพืช กระบวนการต่อไปคือ การเกิด ผลและเมล็ด รังไข่ภายในเกสรตัวเมียจะเจริญกลายเป็นผล (fruit) ส่วนผนังรังไข่จะเปลี่ยนเป็นเพริคาร์ป (pericarp) ซึ่งมีลักษณะหรือรูปร่างแตกต่างกันไป เพอริคาร์ปประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 3 ชั้น ได้แก่ เอ็กโซคาร์ป (Exocarp) มีโซคาร์ป (Mesocarp) และเอนโดคาร์ป (Endocarp) เอ็กโซคาร์ป (exocarp) เป็นชั้นนอกสุดของผลที่มักเรียกว่าเปลือก โดยทั่วไปประกอบด้วยเนื้อเยื่อเอพิเดอร์มิส (Epidermis) เพียงชั้นเดียว แต่มีผลไม้บางชนิดที่เอกโซคาร์ประกอบด้วยเนื้อเยื่อหลายชั้นและอาจมีปากใบด้วย เอกโซคาร์ปของพืชแต่ละชนิดอาจมีพื้นผิวที่มีความเฉพาะ เช่น เรียบเหนียวเป็นมัน ขรุขระ หรืออาจมีหนาม มีขน หรือต่อมน้ำมัน มีโซคาร์ป (mesocarp) เป็นชั้นกลางถัดจากเอกโซคาร์ปเข้ามา ผลบางชนิดนั้นมีโซคาร์ปหนา บางชนิดบางมาก มีโซคาร์ปของผลบางชนิดเป็นเนื้ออ่อนนุ่มใช้รับประทานได้ เอนโดคาร์ป (endocarp) เป็นชั้นในสุดของเพอริคาร์ป ประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่มีความหนาชั้นเดียวหรือหลายชั้นจนมีลักษณะหนามาก บางชนิดเป็นเนื้อนุ่มใช้รับประทานได้ ผลของพืชบางชนิดมีเพอริคาร์ปเชื่อมติดกันจนแยกไม่ออก เช่น ข้าวโพด ถั่วเขียว ถั่วเหลือง บางชนิด ส่วนเอกโซคาร์ปและมีโซคาร์ปเชื่อมติดกันหรือแยกกันไม่เด่นชัด เช่น […]