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

เรือนยอดของต้นไม้ ช่วยป้องกันโรคระบาดในพืช

เรือนยอดของต้นไม้ ในป่าล้วนรักษาระยะห่างจนเกิดเป็นช่องว่าง เรียกว่า เรือนยอดไม่บดบังกัน (crown  shyness) ซึ่งช่วยให้ต้นไม้สามารถแบ่งปันทรัพยากร และควบคุมการระบาดของโรค เดือนมีนาคม ค.ศ. 1982 ในวันที่อากาศอบอุ่น ฟรานซิส “แจ็ก” พุตซ์ (Francis “Jack” Putz) นักชีววิทยา เดินทางเข้าไปในป่าต้นโกงกางที่มี เรือนยอดของต้นไม้ เพื่อหลบหลีกจากความร้อนในช่วงบ่าย ด้วยความง่วงจากอาหารมื้อเที่ยง และการทำงานภาคสนามในอุทยานแห่งชาติ กัวนากัสเต ประเทศคอสตาริกา อย่างหนัก พุตซ์จึงตัดสินใจงีบหลับระหว่างวัน ขณะที่เขามองขึ้นไปบนท้องฟ้า สายลมพัดยอดโกงกางที่อยู่เหนือเขาไหวเอนไปมา ทำให้กิ่งก้านสาขาของต้นไม้ที่อยู่ใกล้เคียงก่ายเข้าหากัน ใบไม้และกิ่งไม้ที่อยู่ขอบนอกสุดของเรือนยอดหักลง พุตซ์สังเกตเห็นว่าการตัดแต่งกิ่งซึ่งกันและกันนี้ทิ้งร่องรอยของพื้นที่ว่างบนเรือนยอด เครือข่ายของยอดไม้ที่เรียกว่า Crown Shyness ได้รับการบันทึกไว้ในป่าทั่วโลก จากป่าโกงกางของคอสตาริกาไปจนถึงต้นการบูรบอร์เนียวที่สูงตระหง่านของมาเลเซีย มีช่องว่างระหว่างพุ่มไม้เขียวขจี แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า เหตุใดยอดไม้จึงไม่ยอมให้เกิดการบดบังกัน พุตซ์ให้เหตุผลว่า ต้นไม้ต้องการพื้นที่ว่างซึ่งกันและกัน เพื่อใช้ในแผ่กิ่งก้าน และดูเหมือนว่าลมจะมีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ต้นไม้จำนวนมากรักษาระยะห่างระหว่างกันได้ การแบ่งแยกพื้นที่ว่างระหว่างกิ่งก้านของแต่ละต้น อาจช่วยเพิ่มการเข้าถึงทรัพยากรของพืช เช่น แสง อีกทั้งช่วยขัดขวางการแพร่กระจายของแมลงที่กัดกินใบ เถาวัลย์ กาฝาก หรือโรคติดเชื้ออื่น ๆ เม็ก […]

ดวงจันทร์ : ภาพถ่ายจากโครงการอะพอลโล รำลึก 49 ปี การขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์

เป็นเวลาครึ่งศตวรรษแล้วที่นักบินอวกาศคนแรกขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์ ย้อนชมภาพประวัติศาสตร์ก้าวสำคัญของมนุษยชาติกัน

พลังงานจากมหาสมุทร (Marine Energy)

การพัฒนาและการปรับปรุงประสิทธิภาพของพลังงานทางเลือก เป็นโจทย์ที่ท้าทายในหลายประเทศ พลังงานจากมหาสมุทร เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่หลายประเทศนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานเพื่อหล่อเลี้ยงระบบไฟฟ้าในประเทศ พลังงานจากมหาสมุทร (Marine Energy) หมายถึง พลังงานหมุนเวียนทุกรูปแบบที่เกิดขึ้นจากน้ำทะเลในมหาสมุทร ไม่ว่าจะเป็นพลังงานจากการเคลื่อนไหวของกระแสน้ำหรือจากความแตกต่างของอุณหภูมิและความเค็มของน้ำทะเลที่มนุษย์พยายามทำการศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีมากมาย เพื่อดึงพลังงานจากน้ำทะเลเหล่านี้มาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ โดยเฉพาะการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า พลังงานจากมหาสมุทรสามารถจำแนกออกเป็น 4 ประเภทหลัก ดังนี้ 1. พลังงานน้ำขึ้น-น้ำลง (Tidal Energy) หมายถึง พลังงานที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลหรือปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลงตามธรรมชาติ ซึ่งพลังงานประเภทนี้ นับเป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่ค่อนข้างมั่นคงกว่าพลังงานทดแทนประเภทอื่นๆ เนื่องจากปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลงเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สามารถคาดการณ์ได้จากความสัมพันธ์และการเคลื่อนที่ระหว่างโลก ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ และยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยของสภาพอากาศหรือการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลค่อนข้างน้อย หากเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานจากลมหรือแสงอาทิตย์ แต่อย่างไรก็ตาม การดึงพลังงานจากน้ำขึ้น-น้ำลงมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างเหมาะสมในปัจจุบัน ยังขาดทั้งการศึกษาและการพัฒนาเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพเพียงพอ ยังไม่รวมถึงต้นทุนการผลิตที่สูงและการหาสถานที่ตั้งที่เหมาะสม 2. พลังงานคลื่น (Wave Energy) หมายถึง พลังงานที่เกิดขึ้นจากคลื่นน้ำในทะเลและมหาสมุทร ซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวของกระแสลมที่พัดผ่านพื้นผิวของน้ำ แต่ในบางครั้ง คลื่นเหล่านี้สามารถเกิดจากการเคลื่อนไหวของแผ่นเปลือกโลกหรือภัยพิบัติทางธรรมชาติอื่น ๆ เช่น แผ่นดินไหว เป็นต้น ถึงแม้คลื่นทะเลจะเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอในทุก ๆ พื้นที่ของมหาสมุทรทั่วทั้งโลก โดยเฉพาะบริเวณทะเลน้ำลึกที่มีการเคลื่อนไหวของคลื่นค่อนข้างรุนแรงและผันผวน แต่ในปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อดึงพลังงานจากคลื่นน้ำในมหาสมุทรมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ายังไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากนัก เนื่องจากการผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องอยู่ในเขตพื้นที่ซึ่งมียอดคลื่นเฉลี่ยอยู่ที่ราว 8 เมตรและมีกระแสแรงลมค่อนข้างแรง อีกทั้ง […]