Aunque las tormentas eléctricas no necesiten de la actividad volcánica para su formación, estas pueden surgir durante las erupciones, creando un espectáculo aún más intimidatorio que el protagonizado por el propio volcán. Durante una erupción volcánica se produce la emisión de una columna piroclástica cuyos elementos interactúan no solo con los componentes presentes en la propia atmósfera sino con aquellos incluidos en la columna.
Estos relámpagos volcánicos son un fenómeno muy curioso y relativamente frecuente en las erupciones. Además, su presencia puede tener consecuencias importantes en el ambiente cercano al volcán donde ocurren.
Los relámpagos hacia arriba ⚡en volcanes 🌋 ocurren debido a la carga eléctrica generada por la fricción entre partículas en la columna eruptiva. Este fenómeno raro se da cuando las cargas se descargan hacia la atmósfera. pic.twitter.com/DyQxpnLnHP
— Cerebro Digital (@digitalcerebro) August 29, 2023
¿Cómo se producen los relámpagos volcánicos?
Estos rayos sobre los volcanes se producen por diversos mecanismos, algunos parecidos a los que se producen en las nubes de tormenta.
En la nube, los cristales de hielo y las gotas de agua se mueven a gran velocidad a merced de los fuertes vientos. El rozamiento y los choques entre cristales y gotitas dan lugar a cargas eléctricas. Cuando la carga acumulada alcanza un cierto valor, se produce el rayo.
En las erupciones volcánicas se han propuesto dos mecanismos básicos de producción de carga eléctrica: la triboelectricidad y la fractoelectricidad. Es importante indicar que estos mecanismos no son excluyentes entre sí y probablemente estén actuando a la vez en las erupciones.
La triboelectricidad es la electricidad generada por el roce y frotamiento de los materiales. Es el origen de la electricidad que atrae trocitos de papel a un peine después de que lo frotemos con la ropa. O de los chasquidos que escuchamos al quitarnos una prenda en un ambiente seco. Y es también el mecanismo que carga de electricidad las nubes de tormenta, como se ha comentado más arriba.
Durante la expulsión de los gases y la ceniza a través del cono volcánico, se producen corrientes bastante fuertes que provocan mucha turbulencia y un rozamiento muy intenso de los granos de ceniza y la lava expulsados. Este rozamiento da lugar a la carga eléctrica que, una vez alcanza un cierto valor, provoca la descarga eléctrica que observamos como relámpago.
Los científicos han sido capaces de reproducir este fenómeno a pequeña escala, como se muestra en la siguiente foto. Expulsaron gases y cenizas a alta presión a través de un tubo. Al salir por la boca del tubo, se produjeron chispas eléctricas –relámpagos– de unos pocos centímetros.
El segundo mecanismo, la fractoelectricidad, tiene su origen en la rotura violenta del material volcánico al salir por el cráter. Estas fracturas y la pulverización también generan importantes cargas eléctricas. De nuevo, si la cantidad de carga alcanza un valor crítico, se produce el relámpago.
Ambos mecanismos, triboelectricidad y fractoelectricidad, ocurren a la vez. El peso de cada uno en la inducción del rayo dependerá de muchos factores, como la composición de la lava, de los gases, la velocidad de expulsión, etc.
Nubes sobre el volcán
En ciertas ocasiones el vapor de agua presente, bien expulsado por el propio volcán o presente en la atmósfera cercana, genera grandes nubes sobre el cono. Dentro de estas nubes se pueden dar procesos casi idénticos a los que ocurren en una nube de tormenta. Por tanto, se pueden producir relámpagos también.
Los relámpagos volcánicos, al igual que los de tormenta, representan un peligro potencial para las personas y animales que se encuentren cerca de la erupción. Sea cual sea el mecanismo que los produce, se conocen casos de impacto de rayos volcánicos a 20 y 30 km del volcán. Por lo tanto, es necesario tomar precauciones cerca de una erupción.
Dado que la propia erupción supone un grave riesgo, lo normal es que las personas abandonen las cercanías del cráter rápidamente, por lo que los casos de golpes por rayos son muy escasos.
Relámpagos volcánicos y el origen de la vida
Un aspecto muy relevante de este fenómeno es su posible participación en el origen de la vida. Miles de millones de años atrás, la actividad volcánica del planeta era mucho mayor que en la actualidad. Por esto es seguro que los relámpagos volcánicos eran un fenómeno muy habitual y casi continuo. Experimentos de laboratorio y modelos por ordenador han tratado de simular estas condiciones.
Y, efectivamente, se ha encontrado que las descargas eléctricas de origen volcánico son fuente de algunas de las moléculas necesarias para explicar cómo se inició la vida. Eso convierte al estudio de la producción y las consecuencias de los relámpagos de origen volcánico en un área de gran interés científico.