Em 79 dC, Plínio, o Jovem, testemunhou a erupção do Monte Vesúvio em primeira mão. Vários anos depois, ele narrou a devastação em uma série de cartas, detalhando não apenas os "gritos das mulheres, o choro das crianças e os gritos dos homens", mas as forças furiosas da natureza evidentes na cena do crime, incluindo "as escuras assustadoras". nuvens, alugadas por um raio, torcidas e arremessadas, abrindo-se para revelar enormes figuras de chamas.
Embora as plumas de fumaça preta e chamas rugindo descritas por Plínio provavelmente se alinhem com a visão de uma erupção vulcânica de uma pessoa comum, os raios - ofuscados pela aterrorizante imagem de lava saindo do topo de um vulcão - muitas vezes não conseguem fazer o corte. Ainda assim, Maya Wei-Haas relata para a National Geographic, esses tentáculos elétricos oferecem mais do que apenas um show de luzes espetacular. De acordo com um novo estudo publicado no Journal of Volcanology e Geothermal Research, o raio poderia ajudar os pesquisadores a monitorar melhor as erupções, fornecendo insights sobre o comportamento dos vulcões quase em tempo real.
Cientistas da Portland State University, dos Estados Unidos Geological Survey (USGS), da Universidade de Washington e da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica utilizaram o banco de dados de atividades relâmpago da World Wide Lightning Location Network em 1563 vulcões ativos, bem como imagens de satélite capturando vulcões pluma de expansão, para rastrear taxas de raios em vários pontos durante uma erupção.
A equipe descobriu que o número de relâmpagos estalando no céu atingiu o pico quando uma erupção sofreu intensificação inicial e caiu à medida que a pluma se expandia constantemente, sugerindo que picos de atividade marcam mudanças importantes durante os primeiros estágios das erupções.
A análise de raios tem várias vantagens sobre os métodos tradicionais de monitoramento, de acordo com Wei-Haas. Os pesquisadores normalmente contam com sismômetros para avaliar possíveis ameaças vulcânicas, mas essas ferramentas são difíceis de instalar e manter, o que significa que elas são frequentemente colocadas por vulcões que fazem fronteira com comunidades, e não por áreas remotas. Infelizmente, o relativo isolamento não exclui o risco, já que as aeronaves que voam acima dos vulcões remotos podem ser prejudicadas pelas cinzas vulcânicas.
Imagens de satélite e infra-som são duas outras opções, mas ambas têm desvantagens: nuvens ou escuridão podem esconder pistas importantes para erupções iminentes, e as ondas sonoras usadas no infra-som podem se confundir enquanto se movem por centenas de quilômetros. A detecção de raios, por outro lado, é rápida (mesmo superando os relatos de testemunhas oculares) e menos suscetível a obstáculos climáticos. Como o co-autor do estudo, Alexa Van Eaton, vulcanologista do USGS Cascades Volcano Observatory, conta National Geographic, a luz também evita a distorção potencial experimentada pelas ondas sonoras.
Um raio vulcânico há muito tempo mistifica os cientistas. Escrevendo para o The Washington Post em 2016, Angela Fritz explica que é difícil pegar um raio em ação, já que as greves só ocorrem no início das erupções mais intensas.
Em geral, o raio serve como mecanismo de correção de cargas negativas e positivas separadas na atmosfera. Quando um raio atinge, essas cargas são neutralizadas. Os cientistas sabem que os culpados por trás de sua tempestade média são cristais de gelo eletrificados, mas até recentemente, a ciência exata por trás dos raios vulcânicos permanecia um mistério. Então, em 2016, dois estudos publicados separadamente na Geophysical Research Letters delinearam explicações promissoras para o fenômeno singular.
Como Becky Oskin observa para Live Science, um relatório focado em imagens de vídeo, infra-som e análise eletromagnética relacionados ao vulcão Sakurajima do Japão. Combinados, os dados sugerem que a eletricidade estática gerada por partículas que se esfregam em nuvens espessas de cinza é responsável por raios vulcânicos. O segundo estudo, que também foi liderado por Van Eaton, enfocou a erupção de abril de 2015 do vulcão Calbuco, no Chile. Curiosamente, a equipe registrou semelhanças distintas entre relâmpagos vulcânicos e trovoadas; Apesar da natureza aparentemente contraditória de um vulcão gelado, Van Eaton e seus colegas descobriram que as nuvens de cinzas rarefeitas e cheias de vapor de água produziam gelo que provocava um raio semelhante a uma nuvem de trovoada.
Em conjunto com as descobertas mais recentes, os estudos de 2016 oferecem ampla evidência da importância do raio no rastreamento da atividade vulcânica. Mas como Rebecca Williams, uma vulcanologista da Universidade de Hull que não esteve envolvida no estudo, conta a Wei-Haas da National Geographic, questões - incluindo a questão de quão bem a rede de sensores da WWLLN distingue entre tempestade e raios vulcânicos - permanecem.
"Mais trabalho precisa ser feito para distinguir completamente os dois tipos, mas há um grande potencial aqui", diz Hull.
Van Eaton ecoa esse sentimento, dizendo a Wei-Haas que pesquisas adicionais devem ser conduzidas antes que o método seja adotado para uso popular.
“O que realmente temos com este trabalho são algumas observações suculentas”, conclui Van Eaton. "Espero que isso desencadeie muito trabalho de modelagem interessante e pessoas que possam levar essas observações e levá-las ao próximo nível."
