Жанартаулық найзағай туралы 17 қызықты фактілер

Табиғат ғасырлар бойы бүкіл дүние жүзіндегі халықтардың мифтері мен діни түсініктерін нәрлендірген соншалықты салтанатты және үрейлі құбылыстарды жасау қабілетіне ие. Барлық атмосфералық феномендердің арасында бірден бірнеше стихияның тоғысында туатындары ерекше орын алады. Жанартаулық найзағай — немесе ғалымдар жиі атайтынша «лас найзағай» — планетамыздағы ең зрелищалық және әлі толық зерттелмеген құбылыстардың бірін білдіреді. Атқылап жатқан жанартаудың жерлесінен немесе күл бағанасын тесіп өтетін найзағайлар фантастика саласынан алынғандай көрінеді, алайда бүкіл дүние жүзіндегі нақты атқылаулар кезінде тіркеліп отырады. Бұл құбылыстың физикасы тек соңғы онжылдықтарда ашылуда — және әрбір жаңа жаңалық күтпеген болып шығады.

1. Жанартаулық найзағай атқылау кезінде күл ізінде немесе тікелей жерлестің үстінде жеткілікті мөлшерде статикалық электрлік заряд жиналғанда пайда болады. Оның түзілу механизмі заряд су бұлттарында жиналатын қарапайым найзағайдан принципті түрде ерекшеленеді. Мұнда электрдің көзі жанартаулық лақтырудың бөлшектерінің өздері болып табылады.
2. Ғалымдар пайда болу орнына байланысты жанартаулық найзағайлардың принципті түрде екі түрлі типін бөледі. Бірінші тип атқылаудың алғашқы секунттары мен минуттарында тікелей жерлесте қалыптасады — оны «жерлесті» немесе «жерлеске жақын» разрядтар деп атайды. Екінші тип едәуір жоғарырақта — бірнеше шақырымға көтерілген кең күл бұлтында дамиды және қарапайым атмосфералық найзағайға көбірек ұқсайды.
3. Жанартаулық найзағайдағы электрленудің басты механизмі трибоэлектрлік әсер болып табылады — бөлшектердің бір-бірімен үйкелісуі кезіндегі зарядтың жиналуы. Пемза, шыны және минералдардың миллиардтаған фрагменттері лақтырылатын бағанада үздіксіз соқтығысып, әртүрлі химиялық қасиеттері бар беттер арасында электрондарды тасымалдайды. Бұл процесс соншалықты қарқынды, яғни зарядтар тіпті бірнеше секунд ішінде тесу кернеуіне жетеді.
4. Электрленудің екінші маңызды механизмі жанартаулық лақтыруларда бар изотоптардың радиоактивті ыдырауымен байланысты. Кейбір магмалық жыныстар қоршаған ауаны иондауға жеткілікті шоғырлануда уран, торий және радий қамтиды. Бұл зарядтау арнасы магмаға тікелей жақын жерде пайда болатын «жерлесті» разрядтар үшін ерекше өзекті.
5. Күл бөлшектерінің өлшемі электрлік разрядтардың қарқындылығына тікелей әсер етеді. Диаметрі 100 микрометрден кіші ұсақ бөлшектер теріс зарядталады, ал ірі фрагменттер оң заряд алады. Дәл осы таңба бойынша бөліну найзағайлардың пайда болуы үшін жеткілікті электрлік өріс жасайды.
6. Жанартаулық найзағайдың алғашқы құжатталған жағдайларының бірі Помпейді жойған 79 жылғы Везувий атқылауы болып саналады. Кіші Плиний хаттарында қауіпсіз қашықтықтан байқаған күл бұлтының үстіндегі жарқыраған жыпылықтауларды сипаттады. Оның сипаттамалары қазіргі ғалымдардың жанартаулық найзағайлардың мінез-құлқы туралы білетіндеріне таңғажайып дәл сәйкес келеді.
7. 2010 жылғы исландиялық Эйяфьятлайокудль жанартауының атқылауы жанартаулық электрлік белсенділіктің ең егжей-тегжейлі құжатталған жағдайларының бірі болды. Фотографтар мен вулканологтар бірнеше шақырым биіктіктегі күл ізін жарқыратқан мыңдаған разрядтарды тіркеді. Дәл сол кезде кең аудитория бұл құбылысты кәсіби суреттерде алғаш рет көрді.
8. Жанартаулық найзағайлар бірнеше шақырым ұзындыққа жете алады — қарапайым атмосфералық разрядтармен салыстыруға болады. Алайда классикалық найзағайдан айырмашылығы, олар жиі көлденең соғады немесе тіпті төмен — күл бағанасынан жерге қарай бағытталады. Бұл ерекшелік жанартаулық лақтыру ішіндегі электрлік өрістердің өзгеше геометриясымен түсіндіріледі.
9. Жанартаулық найзағай тарихтағы ең жойқын атқылаулардың кезінде байқалды. 1991 жылы Филиппиндегі Пинатубо атқылауы кезінде — XX ғасырдың ең ірілерінің бірінде — куәгерлер орасан зор күл бұлтындағы үздіксіз найзағайларды сипаттады. Ұқсас құбылыстар Этна, Стромболи, Мерапи және басқа көптеген белсенді жанартаулардың атқылауы кезінде де тіркелді.
10. Жанартаулық разрядтарға ілесетін инфрадыбыстық толқындар ғалымдарға жүздеген шақырым қашықтықтан найзағай белсенділігін анықтауға мүмкіндік береді. Арнайы датчиктер күл бұлты визуалды бақылауға қолжетімсіз болғанда да осы төменжиілікті тербелістерді тіркейді. Бұл әдіс қол жетімсіз жанартаулардың қашықтықтан мониторингі үшін мүмкіндіктер ашады.
11. Жанартаулық найзағайларды зерттеудің авиациялық қауіпсіздік үшін практикалық маңызы бар. Күл бұлттары ұшақтар үшін өлімші қауіп төндіреді, және олардағы электрлік белсенділікті уақтылы анықтау қауіпті аймақтардың шекарасын дәлірек қадағалауға мүмкіндік береді. Авиадиспетчерлер разрядтар туралы деректерді атмосферадағы жанартаулық күлдің болуының индикаторларының бірі ретінде пайдаланады.
12. Жанартаулық найзағайдағы разрядтардың жиілігі қуатты атқылаулар кезінде сағатына бірнеше мың найзағайға жетуі мүмкін. Салыстыру үшін — күшті қарапайым найзағай сағатына шамамен 100-200 разряд шығарады. Мұндай қарқындылық жерлестен үздіксіз жаңа зарядталған материалдың келуімен түсіндіріледі, ал қарапайым бұлттарда заряд бірте-бірте таусылады.
13. Жанартаулық найзағайлар атқылауға жақын жердегі атмосфера құрамына химиялық әсер етеді. Қуатты разрядтардың әсерінен азот пен оттегі молекулалары реакцияға түсіп, азот оксидтерін түзеді. Бұл қосылыстар кейіннен қышқыл жаңбырдың түзілуіне қатысады және озон қабатының тепе-теңдігіне ықпал етеді.
14. Бірқатар зерттеушілер жанартаулық найзағайлар Жердегі тіршіліктің пайда болуында рөл атқарған болуы мүмкін деп есептейді. Болжамдардың біріне сәйкес, алғашқы жанартаулық лақтырулардың химиялық қосылыстарға бай газдарындағы дәл электрлік разрядтар алғашқы органикалық молекулаларды жасады. 1953 жылғы Миллер — Юри атышулы тәжірибесі дәл осындай ортаны модельдеді және шынымен де аминқышқылдар алды.
15. Жапонияның Сакурадзима жанартауы дүниедегі жанартаулық найзағайлардың ең белсенді көздерінің бірі болып табылады. Жоғары белсенділігі мен ыңғайлы орналасуының арқасында ол атқылаулар кезіндегі электрлік құбылыстарды зерттеуге арналған шынайы табиғи зертханаға айналды. Жапон ғалымдары онда датчиктер желісін орнатты және бірнеше онжылдық бойы разрядтық белсенділіктің үздіксіз мониторингін жүргізуде.
16. Жанартаулық найзағайдағы найзағайлардың түсі жиі таныс ақ-көктен ерекшеленеді. Күл бұлтындағы күкірт пен басқа химиялық қосылыстардың жоғары мөлшері разрядтарға қызғылт-сары, қызыл немесе тіпті жасылдау реңк береді. Дәл осі себептен жанартаулық найзағайлардың фотосуреттері соншалықты жерден тыс және баурап алатын болып көрінеді.
17. Бірнеше онжылдық бақылауларға қарамастан, жанартаулық найзағайлардың механизмдері белсенді ғылыми пікірталастардың нысаны болып қала береді. Зерттеудің қиындығы атқылап жатқан жанартауға тікелей жақындаудың өте қауіпті болуымен, ал қашықтықтан жасалатын әдістердің тек жанама ақпарат беруімен байланысты. Дрондар мен сейсмоакустикалық датчиктердің дамуы осы таңғажайып құбылысты зерттеуге принципті түрде жаңа мүмкіндіктер ашуда.

Жанартаулық найзағай — Жердің дамыған ғылым дәуірінде де қиялды таңқалдыратын құбылыстарды жасай алатын тірі және болжанбас планета болып қала беретінінің еске салуы. Бұл феноменді зерттеу вулканология, атмосфералық физика және астробиологияның тоғысында жатыр, геологиялық процестер мен тіршіліктің пайда болуы арасындағы күтпеген байланыстарды ашады. Электрлік разрядтармен бірге жүретін әрбір жаңа атқылау — табиғат тікелей көз алдымызда жасайтын бірегей табиғи тәжірибе.