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

สารอาหารที่ให้พลังงาน ประกอบด้วยอาหารกลุ่มใดบ้าง

นักโภชนาการ และบุคลากรทางการแพทย์ มักแนะนำให้ผู้บริโภครับประทานอาหารที่มีความหลากหลาย เพื่อให้ร่างกายได้รับสารอาหารอย่างครบถ้วน เนื่องจากอาหารแต่ละชนิดมีทั้ง สารอาหารที่ให้พลังงาน และสารอาหารที่ไม่ให้พลังงาน นิยามของอาหาร และ สารอาหารที่ให้พลังงาน อาหาร หมายถึง สิ่งที่รับประทานเข้าสู่ร่างกายแล้วไม่เป็นโทษต่อร่างกายและมีประโยชน์ โดยทำให้ร่างกายดำรงชีวิตได้อย่างปกติสุข และให้พลังงานแก่ร่างกาย ซึ่งพลังงานเหล่านี้นำมาใช้ในการดำเนินกิจกรรมและให้ความอบอุ่นแก่ร่างกาย สารอาหาร คือ สารเคมีที่เป็นส่วนประกอบในอาหารที่เรารับประทานเข้าไป มีมากมายหลายชนิด การจำแนกสารอาหารตามหลักโภชนาการจะพิจารณาจากปริมาณของสารอาหารที่มีอยู่ในอาหารนั้นๆ มากที่สุดเป็นหลัก ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 5 หมู่ ดังนี้ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน วิตามิน และแร่ธาตุ การกำเนิดของสารอาหาร ลกของเรามีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดของโลก มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีได้โตยตรง แต่เราได้รับจากการรับประทานอาหาร โดยในอาหารที่เรารับประทานเข้าไปจะมีสารอาหารที่ให้พลังงานแก่ร่างกาย เช่น ข้าว มีกระบวนสังเคราะห์แสงได้ผลผผลิตออกมาเป็นเมล็ดข้าว เมื่อมนุษย์รับประทานข้าวจึงได้รับพลังงานที่เก็บสะสมอยู่ในนั้น ดังนั้น อาหารที่มนุษย์บริโภคทุกวันจึงเป็นแหล่งพลังานให้กับร่างกาย และพลังงานเหล่านั้นก็ช่วยเสริมสร้างให้กิจกรรมต่างๆ ภายในร่างกายของมนุษย์ดำเนินต่อไปอย่างเป็นปกติ อย่างไรก็ตาม อาหารที่เรารับประทานเข้าไปมีสารอาหารประกอบอยู่มากมาย เมื่อรับประทานเข้าไปจะถูกเผาผลาญให้เกิดเป็นพลังงาน และความร้อน เพื่อนำไปใช้ควบคุมการทำงานของระบบอวัยวะต่างๆ ภายในร่างกาย เช่น การเดิน การวิ่ง การยืน การนอน […]

ไดโนเสาร์สายพันธุ์ใหม่ เป็นสัตว์ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่มีมาบนโลก

ไดโนเสาร์สายพันธุ์ใหม่ เป็นสัตว์ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่มีมาบนโลก ชื่อของซอโรพอดสายพันธุ์ใหม่ที่เพิ่งถูกค้นพบ ไม่เพียงแต่เป็นไดโนเสาร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่านั้น แต่มันยังเป็นสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาบนโลกอีกด้วย ข้อสรุปทางวิทยาศาสตร์ที่มีต่อขนาดอันใหญ่โตมโหฬารของเจ้าสิ่งมีชีวิตชนิดนี้ ผู้เคยย่ำเท้าไปบนผืนแผ่นดินของอาร์เจนตินาในปัจจุบัน ในยุคครีเตเชียส ไดโนเสาร์ตัวนี้มีนามว่า Patagotitan Mayorum เป็นไดโนเสาร์กืนพืชพันธุ์คอยาวที่มีชีวิตอยู่เมื่อ 102 ล้านปีก่อน ขนาดของมันยาวถึง 120 ฟุต และมีน้ำหนักมากถึง 69 ตัน หรือเทียบเท่ากับน้ำหนักของช้างแอฟริกันจำนวน 12 เชือกรวมกัน ด้วยคุณสมบัติดังกล่าว ส่งผลให้มันเป็นไดโนเสาร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดบนโลกเท่าที่เคยมีมา ใหญ่กว่า Dreadnoughtus ที่ถูกค้นพบก่อนหน้านี้ เมื่อโฮเซ ลูอิส และ ดีเอโก โป นักบรรพชีวินวิทยา จากพิพิธภัณฑ์ Egidio Feruglio Paleontology ค้นพบบางส่วนของฟอสซิลมันเข้า ในฟาร์มแห่งหนึ่งที่ตั้งอยู่ในภูมิภาคพาทาโกเนีย ทางตอนใต้ของอาร์เจนตินา พวกเขารู้ได้ทันทีว่าเจ้าตัวนี้ต้องมีขนาดใหญ่เอามากๆ ทีมนักสำรวจใช้เวลามากกว่า 1 ปี ในการขุดเอาฟอสซิลออกมาอย่างระมัดระวัง เคนเนท ลาโควารา นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยโรวัน และเป็นผู้ค้นพบ Dreadnoughtus ถึงกับเห็นใจทีมงานเมื่อนึกถึงสิ่งที่พวกเขาต้องทำ “นึกถึงหยาดเหงื่อ แรงงานของพวกเขาสิที่ต้องสูญเสียไปกับการขุดเอากระดูกออกมาจากพื้นดิน ขนย้ายอย่างระมัดระวังที่สุดไปยังพิพิธภัณฑ์” […]

NGT x SaySci Ep.12 “ความหมายของวันหมดอายุ”

อย่าแปลกใจที่หากอาหารของคุณหมดอายุแล้ว แต่ยังกินได้ เพราะการพิจารณาว่าอาหารนั้นๆ ควรกินหรือไม่ต้องดูจากหลายองค์ประกอบ ไม่ว่าจะเป็นวันหมดอายุ, คุณภาพของบรรจุภัณฑ์ ไปจนถึงกลิ่น สีและรสของอาหารภายใน...

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]