223 : บทความ - ภูเขาไฟระเบิด ทำไมบางทีมีฟ้าผ่า?



น้องเอก-จตุพร สอบถามผมว่า ทำไมเวลาภูเขาไฟระเบิด บางทีมีฟ้าผ่าด้วย?

 

พอดีผมได้เขียนอธิบายประเด็นนี้เป็นบทความลงตีพิมพ์ใน นสพ.กรุงเทพธุรกิจ

เซ็คชั่น จุดประกาย เสาร์สวัสดี คอลัมน์ Event Horizon เมื่อไม่นานมานี้

 

จึงขอนำมาลงไว้ให้เพื่อนๆ ชาว GotoKnow ได้อ่านกันครับ

 


 

ภูเขาไฟ…เหตุไฉนมีฟ้าผ่า?


ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

buncha2509@gmail.com
http://portal.in.th/buncha




ใครที่ได้เห็นภาพภูเขาไฟ เอ-ยา-ฟแยต-ลา-โย-คูลล์ (Eyjafjallajokull) [ดูวิธีการออกเสียงที่ถูกต้องได้ที่บันทึก abc News : ภูเขาไฟ Eyjafjallajökull ออกเสียงว่า EYE-a-fyat-la-jo-kutl

] ที่ไอซ์แลนด์ขณะเกิดการปะทุ อาจจะสังเกตเห็นว่าบางภาพมีฟ้าผ่าอันน่าตื่นตาตื่นใจเกิดขึ้นร่วมด้วย  

 

ฟ้าผ่าที่เกิดร่วมกับการระเบิดของภูเขาไฟเอยาฟแยตลาโยคูลล์ ที่ไอซ์แลนด์
เมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2553

[ดาวน์โหลดภาพความละเอียดสูง]

 

ฟ้าผ่าที่เกิดจากเถ้าธุลีภูเขาไฟเอยาฟแยตลาโยคูลล์

[ดาวน์โหลดภาพความละเอียดสูง]

 


ปรากฏการณ์ฟ้าผ่าที่เกิดจากภูเขาไฟ (volcanic lightning) นี้เกิดขึ้นหลายครั้งแล้ว โดยหากนับย้อนหลังไปราวสองร้อยปี จะพบว่ามีการบันทึกเหตุการณ์ฟ้าผ่าที่เกิดขึ้นพร้อมกับการปะทุของภูเขาไฟรวมแล้วกว่า 150 ครั้ง



ฟ้าผ่าร่วมกับภูเขาไฟระเบิดที่ชิลี ปี ค.ศ. 2008

 
ในกรณีทั่วไป ฟ้าผ่าเป็นการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าในอากาศจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง โดยเริ่มต้นจากการแยกตัวของประจุบวกและประจุลบ เรียกว่า การแยกประจุ (charge separation)  หากแต่ละบริเวณมีประจุสะสมอยู่ในปริมาณมาก ก็จะทำให้เกิดความต่างศักย์สูงมากจนทำให้อิเล็กตรอนเกิดการเคลื่อนที่ฝ่าอากาศซึ่งเป็นฉนวนออกไปได้

สำหรับฟ้าผ่าที่เกิดจากเมฆฝนฟ้าคะนองซึ่งเราคุ้นเคยกันนั้น อนุภาคต่างๆ ภายในเมฆ เช่น หยดน้ำ ผลึกน้ำแช็ง และฝุ่นละออง จะเกิดการเสียดสีกันจนเกิดประจุ อนุภาคที่เสียอิเล็กตรอนจะมีประจุบวก (เนื่องจากอิเล็กตรอนมีประจุลบ) ทั้งนี้บริเวณยอดเมฆจะเป็นที่สะสมของประจุบวก ส่วนบริเวณฐานเมฆจะเป็นที่สะสมประจุลบ


ดังนั้น ฟ้าผ่าจึงอาจเกิดขึ้นระหว่างยอดเมฆกับฐานเมฆ (เรียกว่า ฟ้าผ่าภายในก้อนเมฆ) หรือระหว่างยอดเมฆของเมฆก้อนหนึ่ง (ประจุบวก) กับฐานเมฆของเมฆอีกก้อนใกล้ๆ กัน (เรียกว่า ฟ้าผ่าระหว่างก้อนเมฆ) ส่วนพื้นดิน (หรือพื้นน้ำ) จะถูกเมฆเหนี่ยวนำให้มีประจุ จึงทำให้เกิดฟ้าผ่าจากเมฆสู่พื้น (หรือจากพื้นสู่ฟ้า) ได้นั่นเอง





แผนภาพแสดงการเกิดฟ้าผ่าในเมฆฝนฟ้าคะนอง


สำหรับฟ้าผ่าที่เกิดจากภูเขาไฟมีอย่างน้อย 2 แบบ ได้แก่

         (1) ฟ้าผ่าที่เกิดจากกลุ่มเถ้าธุลีภูเขาไฟ

         (2) ฟ้าผ่าที่เกิดขึ้นขณะภูเขาไฟเริ่มปะทุ


ฟ้าผ่าที่เกิดจากภูเขาไฟแบบแรกนั้นเชื่อกันว่ามีกลไกคล้ายกับฟ้าผ่าที่เกิดจากเมฆฝนฟ้าคะนอง กล่าวคือ อนุภาคต่างๆ ในฝุ่นควันจะเกิดการเสียดสีกันจนเกิดประจุสะสมในทำนองเดียวกับพฤติกรรมของอนุภาคในเมฆ
        



กลการการเกิดฟ้าผ่าในฝุ่นควันของภูเขาไฟระเบิด        


แผนภาพใกล้ๆ นี้แสดงการเกิดฟ้าผ่าที่มาพร้อมกับภูเขาไฟระเบิด ในขั้นแรก ฝุ่นผงและอนุภาคต่างๆ ในฝุ่นควันมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า (ภาพหมายเลข 1) 

  

แต่เนื่องจากฝุ่นผงและอนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่อย่างสะเปะสะปะ จึงปะทะกันอยู่ตลอดเวลา ทำให้อิเล็กตรอนบางตัวหลุดออกจากฝุ่นผงหรืออนุภาค ฝุ่นผงที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปนี้จะมีประจุเป็นบวก (ภาพหมายเลข 2)


 


ต่อมาจะเกิดการแยกประจุ กล่าวคือ ประจุลบไปออรวมกันอยู่ที่บริเวณหนึ่ง ในขณะที่ประจุบวกไปออรวมกันอยู่ในอีกบริเวณหนึ่ง (ภาพหมายเลข 3) สาเหตุที่ทำให้ประจุเกิดการแยกบริเวณนี้ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่กลไกหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือ ประจุบวกอาจจะสะสมอยู่บนอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมาก จึงมีแนวโน้มที่จะถูกแรงโน้มถ่วงดึงลงมาอยู่ใกล้พื้นมากกว่า


การที่ประจุอยู่แยกกันนี้ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า หากมีประจุแยกกันในปริมาณมาก ก็จะทำให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงมากจนทำให้อิเล็กตรอนจำนวนมหาศาลไหลจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณอื่น การไหลของอิเล็กตรอนคือกระแสไฟฟ้า (ลบ) ซึ่งก็คือ ฟ้าผ่าในฝุ่นควันที่เกิดจากภูเขาไฟนั่นเอง (ภาพหมายเลข 4)


 


ส่วนฟ้าผ่าที่เกิดขึ้นขณะภูเขาไฟปะทุนั้นเพิ่งมีการค้นพบครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549) โดยทีมวิจัยนำโดยโรนัลด์ โทมัส (Ronald Thomas) ซึ่งเป็นอาจารย์สอนวิศวกรรมไฟฟ้าที่สถาบันเหมืองแร่และเทคโนโลยีแห่งนิวเม็กซิโก (New Mexico Institute of Mining and Technology) ในเดือนมกราคมปีดังกล่าว ทีมวิจัยได้ใช้อุปกรณ์ตรวจจับคลื่นวิทยุที่เกิดจากฟ้าผ่าในการปะทุของภูเขาไฟออกัสติน (Mount Augustine) ซึ่งอยู่ที่อลาสกา


เดิมทีนั้นเชื่อกันว่า ฟ้าผ่าที่เกิดจากภูเขาไฟมีรูปแบบคล้ายฟ้าผ่าที่เกิดจากเมฆฝนฟ้าคะนอง กล่าวคือ สายฟ้าแตกกิ่งก้านสาขาอย่างมากและคงอยู่ราวครึ่งวินาที แต่ผลการศึกษาที่พวกเขาพบแตกต่างออกไป กล่าวคือ ในช่วงที่ภูเขาไฟเริ่มปะทุและยังไม่มีกลุ่มฝุ่นควันพ่นออกมานั้น ได้พบฟ้าผ่าแบบใหม่ที่บริเวณปากปล่องภูเขาไฟ โดยฟ้าผ่าแบบนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นห้วงสั้นมากๆ แค่ไม่กี่มิลลิวินาที (1 มิลลิวินาที = 0.001 วินาที หรือหนึ่งในพันส่วนของวินาที)


เป็นไปได้ว่า ฟ้าผ่าแบบที่สองซึ่งเกิดขึ้นขณะที่ภูเขาไฟเริ่มปะทุนี้เองที่อาจใช้เป็นสัญญาณเตือนว่าภูเขาไฟลูกหนึ่งๆ จะเกิดการระเบิดหรือไม่ หากเราเข้าใจธรรมชาติของฟ้าผ่าแบบนี้ดีเพียงพอ


 

ปิดท้ายขอชวนไปดูคลิปใน YouTube ซะหน่อย

 

ภูเขาไฟในฮาวายปะทุ มีฟ้าแลบแว้บๆ ในกลุ่มควัน

(ฟ้าแลบก็คือฟ้าผ่าในกลุ่มควัน คือ เรามองไม่เห็นสายฟ้าเป็นเส้น เห็นแต่แสงที่ "แลบ" ออกมา)







ขุมทรัพย์ทางปัญญา

 



ประวัติของบทความ

  • ตีพิมพ์ครั้งแรกใน นสพ.กรุงเทพธุรกิจ เซ็คชั่น จุดประกาย เสาร์สวัสดี คอลัมน์ Event Horizon วันเสาร์ที่ 8 พฤษภาคม 2553
  • นำลงใน GotoKnow เพื่อตอบคำถามของน้องเอก-จตุพร และเพื่อประโยชน์สาธารณะ

หมายเลขบันทึก: 358316เขียนเมื่อ 13 พฤษภาคม 2010 21:33 น. ()แก้ไขเมื่อ 24 มิถุนายน 2012 00:02 น. ()สัญญาอนุญาต: สงวนสิทธิ์ทุกประการ


ความเห็น (19)

น้องซิว...สวัสดี ครับ

แวะมาเอาขุมทรัทย์ทางปัญญา ที่นำมาฝาก นะครับ

เอาเก็บไว้ใต้หมอน น้องดวงใจก็แล้วกัน

ฝันดี นะคะ...อาซิว

 

ต้องขอบคุณ พี่ชิว มากครับผม

หลังจากที่ผมได้นับอีเมลล์จากน้องคนหนึ่งที่ส่งภาพภูเขาไฟระเบิดที่โด่งดังในขณะนี้มาให้ผม จากที่ดูรูปก็แปลกใจว่าทำไมมี ลักษณะเหมือนฟ้าแลบออกจากกลุ่มควันที่หนาทึบ

เป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมาก ...

เรื่องแบบนี้ ต้องถามพี่ชิว เเละผมไม่ผิดหวังเลย

ขอบพระคุณพี่ชิวสำหรับบันทึกคำตอบนี้ คาดว่าหลายท่านที่มาอ่านจะได้รับความรู้นี้ด้วยกัน

ขอบคุณพี่มากครับผม  :)

พี่แสง สวัสดีครับ

         น้องดวงใจเปิดเทอมแล้ว กลับบ้านมาเหนื่อยไหมครับ (แต่อาจจะยังคุยเก่งเหมือนเดิม...อิอิ)

น้องเอก สวัสดีครับ

        ช่างสังเกตมากๆ ครับ ปรากฏการณ์ volcanic lightning นี่น่าสนใจมากๆ และเอาเข้าจริงแล้ว ดูเหมือนว่านักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ได้เข้าใจมันอย่างลึกซึ้งนักครับ

        ภาพพวกนี้สวยงามมากครับ น่าตื่นตาตื่นใจ และคนถ่ายภาพก็กล้ามากๆ ;-)

ว้าว ๆภาพหาชมยากค่ะ อ.หมอเมฆ  ยอดเมฆจะเป็นที่สะสมของประจุบวก ส่วนบริเวณฐานเมฆจะเป็นที่สะสมประจุลบ

ฟ้าผ่าเกิดจากการแยกตัวของประจุ บวก ลบ ... มิน่าล่ะคะหากหัวใจสองดวง ไม่สามัคคีกันเมื่อไหร่ ล่ะก็ ... เปรี้ยงๆ เยย ;) 

ขอบพระคุณความรู้ใหม่ น่าสนใจ ฝันดีนะคะ

คุณปู ณ อันดามัน

          คนไทยเราไม่ค่อยสนใจภูเขาไฟระเบิด เพราะดูเหมือนไกลตัวมากๆ แต่ตอนนี้เรื่องนี้ใกล้ตัวแล้วครับ เพราะมีบางคนไปติดอยู่ที่ยุโรปแล้วกลับบ้านไม่ได้....

สวัสดีค่ะพี่ชิว

ตามคุณเอกจากเฟซบุ๊คมาค่ะุ มัวแต่ติดตามการเมืองเข้มข้น

ยังไม่เคยมีโอกาสได้เห็นฟ้าผ่าแบบนี้ ได้ความรู้รอบตัวดีจังค่ะ ขอบคุณค่ะ

เดี๋ยวนี้เวลาเห็นNat Geoพูดเกี่ยวกับฟ้าผ่า จะนึกถึงพี่ชิวทุกครั้งค่ะ

 

สวัสดีครับ อุ๊

      ด้วยความยินดีครับ ^__^

      ช่วงนี้พี่กำลังศึกษาภูเขาไฟอยู่ (เป็นส่วนหนึ่งของการปรับปรุงหนังสือ รับมือธรณีพิบัติภัย ที่เคยทำไว้นานแล้วหลังเกิดสึนามิ) ก็เลยได้อ่านเรื่องเกี่ยวกับ ภูเขาไฟในฮาวาย เช่น คีลาเว บ่อยๆ นึกถึงอุ๊เช่นกันครับ ;-)

"ขุมทรัพย์ทางปัญญา"

สวัสดีค่ะ..คุณบัญชา..

  • เข้าดูภาพที่สวยแบมหัศจรรย์
  • และได้รับความรู้อีกเพียบค่ะ
  • ขอบคุณมากค่ะ..สำหรับความรู้
  • รักษาสุขภาพ..เดินทางปลอดภัยค่ะ..

สวัสดีค่ะ..อ.บัญชา..

แบบนี้เรียกว่าสวยดุนะคะ

ติดตามผลงานเสมอนะคะ

คิดถึงพื่อนพ้องน้องพี่"ชมรมคนรักมวลเมฆทุกท่านค่ะ"

..ขอบคุณความรู้ดีๆที่อ.ชิวนำมาฝากค่ะ..

ไฟไหม้ข้างบ้านตอนแรกควันดำเหมือนในรูปเลยแต่คว้ากล้องไม่ทัน

พยายามจะถ่ายภาพฟ้าผ่าหลายครั้งแต่ไม่ทันสักที ค่ะ

คุณจำเนียรวดี สวัสดีครับ

         ใช่แล้วครับ ฟ้าผ่าท่ามกลางควันไฟภูเขาไฟนี่ก็สวยไปอีกแบบ

         กำลังจะเดินทางไปชุมพรพรุ่งนี้ (สอนครู ดูฟ้า ดูเมฆ) ขอบคุณสำหรับคำอวยพรครับ

คุณนุส สวัสดีครับ

       สวยดุจริงๆ ด้วยครับ และถ้าเข้าใกล้มากไปอาจกลายเป็นเหยื่อได้...อิอิ

พี่อ๊อด สวัสดีครับ

        ผมก็เก็บภาพฟ้าผ่าไม่ทันเหมือนกัน เห็นมีแต่ เดย์ ครับที่ลงทุนมากๆ เก็บภาพฟ้าผ่าไว้ได้ เคยนำมาฝากไว้ในบล็อกนี้สักพักหนึ่งมาแล้ว

พี่ชิวครับ

ผมยอมสละชีพเพื่อชมรม ถ้าได้เข้าใกล้ แล้วได้ภาพงามๆเหล่านี้มาฝาก 555 สวยจริงๆ ;) ไม่ใช่อะไรนะครับ มันมีแหล่งและก็ถ่ายได้ง่ายหน่อย ไม่ซิกแซกเหมือนฝนฟ้าคะนอง อิอิ

คลิปวีดีโอก็เจ๋งนะครับพี่ เหมือนจะเห็นนาคเล่นน้ำด้วยเลย 555

ขอบคุณพี่เอกที่สงสัย และพี่ชิวผู้รอบรู้นะครับ พลอยให้เราได้ต่อยอดความรู้ด้วย ^^

 

วันนี้ ช่วยดูท้องฟ้าหน่อยครับ มีพระอาทิตย์ทรงกลด เมฆประหลาด

http://image.ohozaa.com/show.php?id=7d58ea34834c3d66a38c1b1d40b332b1

ลองดูที่ลิ้งค์เลยครับ อัพรูปไม่ขึ้น

เดย์

          ช่างสังเกตมากๆ ครับ ไม่รู้ว่านาคเล่นน้ำจริงๆ หรือเปล่า ต้องดูซ้ำอีกหน่อย

 

สวัสดีครับ คุณ kawin that ture

         ภาพนี้ใช่ไหมครับ

                

        ที่ว่าแปลกนี่ตรงไหนเอ่ย?

พบปัญหาการใช้งานกรุณาแจ้ง LINE ID @gotoknow
ขอแนะนำ ClassStart
ระบบจัดการการเรียนการสอนผ่านอินเทอร์เน็ต
ทั้งเว็บทั้งแอปใช้งานฟรี