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    Le onde d'urto nei gas in uscita potrebbero regolare i fulmini del vulcano

    Credito:Unsplash/CC0 dominio pubblico

    Le eruzioni vulcaniche sputano lava, roccia e cenere nell'aria. Quando frammenti di questi materiali si mescolano e si scontrano nel deflusso, possono creare un potenziale elettrico abbastanza grande da generare un fulmine.

    Una nuova ricerca degli scienziati e dei collaboratori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ha scoperto che le onde d'urto stazionarie nel deflusso supersonico di gas impediscono la propagazione di scariche elettriche come scintille e fulmini. Ciò suggerisce che gli shock permanenti formati da un'eruzione vulcanica possono sopprimere o ridurre i fulmini del vulcano durante la fase iniziale di un'eruzione. La nuova ricerca appare sulla rivista Comunicazioni Terra &Ambiente .

    In natura, scariche elettriche sotto forma di fulmini sono spesso osservate non solo nelle nuvole temporalesche, ma anche in ambienti molto diversi che mostrano flussi turbolenti carichi di particelle, come pennacchi vulcanici e diavoli di polvere.

    Durante la scarica elettrica, le emissioni di radiofrequenza (RF) possono essere registrate, fornendo un mezzo per tracciare la progressiva evoluzione nello spazio e nel tempo della sorgente del fulmine. Simile al rilevamento di nubi temporalesche e temporali, Il rilevamento RF viene ora utilizzato anche per rilevare e informare sui pericoli associati ai pennacchi vulcanici carichi di cenere e alle nuvole di cenere. In particolare, fulmini a vulcani attivi in ​​uno stato di agitazione possono indicare l'inizio di attività esplosive pericolose e la produzione di pennacchi di cenere. Inoltre, sia le scariche osservabili che le emissioni RF possono rivelare i meccanismi che avviano il fulmine e offrire indizi sulla composizione del materiale in eruzione.

    Le eruzioni vulcaniche esplosive possono generare fulmini che emettono firme RF. All'inizio dell'eruzione, Inoltre, onde d'urto nel flusso supersonico possono agire per mediare il percorso del fulmine, modificando in modo riconoscibile le firme RF.

    Il team ha ripreso scintille e uno shock in piedi insieme in un getto supersonico transitorio di micro-diamanti trascinati nell'argon. Le onde d'urto rappresentano una netta transizione nella densità del gas e quindi nella tendenza del gas a ionizzare. Le simulazioni fluidodinamiche e cinetiche dell'esperimento hanno illustrato come le scintille osservate siano delimitate dallo shock stazionario.

    "Mostriamo che le scintille trasmettono un'impressione del flusso esplosivo e aprono la strada a una nuova strumentazione per diagnosticare fenomeni esplosivi attualmente inaccessibili, " ha detto l'autore principale Jens von der Linden, ex scienziato LLNL ora al Max Planck Institute for Plasma Physics.

    Le eruzioni vulcaniche esplosive producono flussi supersonici attraverso il rilascio improvviso di gas sovrapressurizzati contenuti nel magma in eruzione, provocando onde d'urto.

    Osservazioni di vulcani in eruzione in Alaska, Islanda e Giappone hanno rivelato che nei primi secondi successivi all'inizio di un'eruzione esplosiva, Le firme RF distinte da quelle prodotte dai fulmini che formano il leader sono registrate nelle vicinanze (entro decine o centinaia di metri) delle bocche vulcaniche.

    "Se le sorgenti di emissione di radiofrequenza continua in prossimità dello sfiato sono regolate da onde d'urto stazionarie, quindi le antenne distribuite potrebbero individuare le loro posizioni, tracciare l'evoluzione dello shock stazionario di regolazione e fornire informazioni sulla pressione e sul contenuto di particelle del flusso esplosivo, "ha detto Jason Sears, Scienziato LLNL e ricercatore principale per il progetto. "Gli esperimenti e le simulazioni di decompressione rapida condotti da Jens consentono l'osservazione e l'analisi di eventi esplosivi che producono RF al loro inizio".


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