内容摘要：2022年1月，洪加湯加火山爆發期間，近20萬道閃電(由藍點表示)照亮了火山灰雲。(圖片來源:AGU/範·伊頓等人(2023)/地球物理研究快報)（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（基思·庫珀）：

2022年1月，洪加湯加火山爆發期間，近20萬道閃電(由藍點表示)照亮了火山灰雲。(圖片來源:AGU/範·伊頓等人(2023)/地球物理研究快報)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（基思·庫珀）：一項新的研究報告稱，Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山爆發產生了有史以來最強大的大氣爆炸，還在持續11小時、蔓延150英裏(240英裏)的超高壓雷暴中產生了創紀錄數量的閃電。
這座位於南太平洋的火山於2021年12月開始噴發，但其最具爆炸性的事件直到2022年1月15日才發生。盡管火山的噴火山口低於海平麵500英尺(150米)，但爆炸衝破了水麵，並發出了36英裏(58公裏)高的火山灰羽，噴發速率為每秒110億磅(50億公斤)——比1980年5月聖海倫斯火山噴發高出一個數量級。
該研究的主要作者，美國地質調查局的Alexa Van Eaton告訴Space.com說:“對於羽流的高度和噴發速度，理論上是有限製的，而洪加湯加的噴發打破了所有限製。”
火山爆發打破的另一項記錄是雷擊次數。該羽狀物產生了有史以來最強烈的閃電風暴，高峰時每分鍾有2600次閃光，在11個小時內總共有大約192000次閃光。更重要的是，這場閃電風暴發生在前所未有的12至19英裏(20至30公裏)的高度，比以前見過的任何閃電都高。這些雷擊是由一個旨在跟蹤風暴的無線電天線網絡和兩個地球軌道航天器探測到的，這兩個航天器是由美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)運營的GOES-17衛星和日本氣象廳的Himawari-8衛星。
“我們以前從未見過如此高的閃電速度和如此高的海拔，”範·伊頓說。
衛星圖像顯示，閃電不是隨機穿過羽狀物，而是出現在幾個同心環中，似乎與火山的每次爆發有關。當羽狀物上升時，它翻滾形成“傘狀雲”，溢出的物質落在上麵，並在中性浮力層周圍振蕩。
“這給雲帶來了垂直運動，如此之大，以至於從羽流中心向外移動的波浪從波峰到波穀有10垂直公裏[6英裏]，”範·伊頓說。這種振蕩壓力波，也被稱為重力波(不要與黑洞或中子星合並產生的重力波相混淆)，是閃電的來源。
閃電可能以兩種方式在這個環形重力波中形成。由於洪加湯加火山爆發發生在水下，它向地球大氣層注入了大量的水，由此產生的冰晶帶有正負電荷。此外，一些由火山爆發吹到空中的岩石碎片和岩漿形成的火山灰也變得電離，導致更多的正負電荷區域。正是電荷的梯度引發了突然的閃電。
雖然以前在火山羽狀物中見過閃電環，但洪加湯加火山爆發是第一次看到多個環——總共四個，與火山爆發的四個階段相匹配——閃電像衝浪運動員一樣騎在蕩漾的環上。
閃電環也被稱為“閃電洞”，因為環內通常沒有閃電。然而，這隻是洪加湯加火山爆發與眾不同的另一個方麵:在重力波蕩漾的幾分鍾內，空洞開始被閃電填滿。促使這種填充的機製仍不清楚。
不管怎樣，閃電的出現凸顯了閃電如何被用來提供火山爆發的早期預警。通常情況下，火山學家必須等待10分鍾左右的時間，讓軌道衛星探測並拍攝火山羽流，並向緊急服務機構發出警報，到那時，由此引發的海嘯可能已經淹沒了沿海地區，颶風摧毀了樹木和房屋，火山碎屑流摧毀了數十平方英裏的土地，火山灰堵塞了飛機噴氣發動機。然而，閃電是以光速在無線電頻率下被探測到的。不言而喻，這比衛星、風、地震波、次聲波都要快。
除了打破今天的記錄，洪加湯加火山爆發還可以告訴我們早期地球上的火山活動，甚至可能是其他天體上的火山活動。這種噴發是一種被稱為phreatoplinian火山的類型，當大量的熔岩穿過厚厚的水層噴發時就會發生。這種規模的水下火山爆發以前隻在地質記錄中見過。
此外，火山爆發可能“對閃電在其他行星上的傳播方式產生影響，如金星或其他通常不支持傳統閃電的行星，”範·伊頓說。
今年早些時候，在美國宇航局麥哲倫號任務的檔案數據中發現了金星上活躍火山活動的證據。然而，火山活動在木星的衛星木衛一上是豐富的，而低溫火山活動發生在土星的衛星恩克拉多斯上，也可能發生在木星的衛星歐羅巴上。
“恩克拉多斯有大量的水流噴射出來。他們能支持閃電嗎？”範·伊頓想知道。“我不知道，但似乎這是一種製造重大大氣擾動的方式，我們還沒有真正為其他世界考慮過。”
這項研究今天(6月19日)在線發表在《地球物理研究快報》雜誌上。