Cơn bão sét dữ dội từ núi lửa Hunga khiến các nhà khoa học khiếp sợ

Ngày 15/1/2022, miệng núi lửa dưới biển Hunga, gần Vương quốc Tonga bất ngờ phun trào với cường độ lớn nhất trong hơn 100 năm qua, nó đã giải phóng 3,7 kilomet khối đá nóng chảy và làm bốc hơi 146 triệu tấn nước biển, đủ để lấp đầy 58.000 bể bơi Olympic. 

Ảnh hưởng của vụ phun trào đã tạo nên cơn bão sét với một vòng sét khổng lồ (giống như một chiếc bánh rán) mở rộng từ tâm chấn núi lửa với tốc độ khoảng 289km/h khiến các nhà nghiên cứu về núi lửa sợ hãi. 

Nhà núi lửa học Alexa Van Eaton, Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ cho biết: "Tôi không nghĩ rằng bất kỳ ai trong chúng ta thực sự mong đợi sẽ thấy một chiếc bánh rán phóng điện có đường kính 280km".

Nghiên cứu của Van Eaton mới được công bố trên tạp chí Geophysical Research trong tháng 6.

Theo nghiên cứu, vụ phun trào đã tạo ra những tia sét dữ dội nhất mà khoa học từng ghi nhận với số lượng khoảng 2.600 tia mỗi phút.

Các nhà khoa học giải thích, lượng lớn hạt Plume lướt qua "sóng trọng lực" của núi lửa tạo ra cơn bão sét dữ dội. 

Tia sét hình thành từ núi lửa như thế nào?

Khi tia sét xuất hiện trên bầu trời, đôi khi chúng ta thấy nó phát xung. Xung đó chính là các electron mang điện tích di chuyển qua kênh plasma (một trạng thái vật chất trong đó một chất khí bị ion hóa trở nên dẫn điện) tạo ra tín hiệu điện từ mạnh biểu hiện dưới dạng cả ánh sáng nhìn thấy (đèn flash sáng) và sóng vô tuyến nằm ngoài phạm vi thính giác của con người, có thể được phát hiện cách xa hàng nghìn kilomet. 

Van Eaton đã thu thập những dữ liệu liên quan từ vụ phun trào và dựng lên biểu đồ vị trí, cường độ và thời gian xảy ra những tia sét.

Nhà nghiên cứu cho biết, núi lửa Hunga tạo ra khoảng 200.000 tia sét, cường độ cao nhất là 2.600 tia sét mỗi phút và chúng cao hàng chục kilomet so với mực nước biển. 

Sóng trọng lực đã tạo ra cơn bão sét này. Nó (sóng trọng lực) xảy ra khi các khí cực nóng, tro và nước từ một vụ phun trào núi lửa bốc hơi đẩy không khí lên hoặc xuống.

Những con sóng này có thể nổi cao hơn bầu khí quyển giữ lại những chùm tia sét và lực hấp dẫn buộc chúng (chùm tia sét) phát ra theo chiều ngang tạo sóng giống như gợn sóng trong ao.

Bên cạnh đó, những mảnh tephra (tro núi lửa) và nước biển bốc hơi "cưỡi" trên sóng trọng lực. Khi hơi nước bốc lên cao vào khí quyển, nó nhanh chóng nguội đi tạo thành các tinh thể băng và những viên đá mềm, nhỏ gọi là graupel. Chúng lướt qua nhau và do ảnh hưởng của lực ma sát khiến chúng tích điện. 

Nhà khí quyển học Eric Bruning, Đại học Công nghệ Texas (Mỹ) cho biết, tác giả nghiên cứu đã đưa ra "lời giải thích vật lý hấp dẫn" cho một hiện tượng bí ẩn khiến các nhà núi lửa học và khí tượng học gãi đầu.

Nhưng vẫn còn rất nhiều bí ẩn khác từ vụ phun trào Hunga, một trong số đó chính là một điểm mà tại đó vòng sét dường như tan biến và sau đó lại được lấp đầy hàng nghìn tia sét.

"Chúng tôi hiện không có bất kỳ câu trả lời nào giải thích hiện tượng này", Van Eaton nói. 

Tại sao lại quan tâm đến sét núi lửa?

Các nhà nghiên cứu cho biết: "Tia sét từ núi lửa hoạt động như một công cụ giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về dòng thời gian của vụ phun trào và từ việc quan sát những đám mây tro bụi, chúng ta có thể khám phá các giai đoạn chưa biết trước đây của sự kiện".

Trong quá trình núi lửa phun trào, khói bụi dày đặc khiến các vệ tinh không thể quan sát được dung nham của núi lửa có còn đang tuôn ra hay không và nhờ những tia sét này các nhà khoa học có thể ước tính được cường độ của nó để kịp thời sơ tán khu vực dân cư bị ảnh hưởng. 

Bên cạnh đó, tro núi lửa rất nguy hiểm đối với máy bay và cộng đồng dân cư vì thế việc hiểu rõ về tốc độ và sức mạnh của một vụ phun trào đóng vai trò quan trọng để đảm bảo an toàn bay khu vực không phận xung quanh hay sức khỏe con người.