Pada 79 AD, Plinius Muda menyaksikan secara langsung letusan Gunung Vesuvius. Beberapa tahun kemudian, ia mencatat kehancuran dalam serangkaian surat, merinci tidak hanya “jeritan perempuan, ratapan bayi, dan teriakan laki-laki, ” tetapi kekuatan alam yang ganas terlihat jelas di tempat kejadian, termasuk “gelap yang menakutkan awan, disewa oleh petir yang dipelintir dan dilemparkan, terbuka untuk mengungkap sejumlah besar nyala api. ”
Meskipun gumpalan asap hitam dan nyala api yang digambarkan oleh Pliny kemungkinan sejalan dengan visi rata-rata orang tentang letusan gunung berapi, kilat — dibayangi oleh citra mengerikan lava yang keluar dari puncak gunung berapi — sering gagal memotong. Meski begitu, Maya Wei-Haas melaporkan untuk National Geographic, sulur-sulur listrik ini menawarkan lebih dari sekadar pertunjukan cahaya yang spektakuler. Menurut sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Journal of Volcanology and Geothermal Research, petir dapat membantu para peneliti memantau letusan dengan lebih baik dengan memberikan wawasan tentang perilaku gunung berapi dalam waktu dekat.
Para ilmuwan dari Universitas Negeri Portland, Survei Geologi Amerika Serikat (USGS), Universitas Washington dan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional menggambar di database World Wide Lightning Location Network dari aktivitas petir di 1.563 gunung berapi aktif, serta citra satelit yang menangkap gunung berapi membanggakan ekspansi, untuk melacak tingkat kilat di berbagai titik selama letusan.
Tim menemukan bahwa jumlah sambaran petir yang berderak di langit memuncak ketika sebuah letusan mengalami intensifikasi awal dan turun ketika plume terus meluas, menunjukkan bahwa lonjakan aktivitas menandai perubahan kunci selama tahap awal letusan.
Analisis petir memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode pemantauan tradisional, menurut Wei-Haas. Para peneliti biasanya mengandalkan seismometer untuk mengukur potensi ancaman gunung berapi, tetapi alat seperti itu sulit untuk dipasang dan dipelihara, yang berarti mereka sering ditempatkan oleh gunung berapi yang membatasi masyarakat daripada di daerah terpencil. Sayangnya, isolasi relatif tidak menghalangi risiko, karena pesawat terbang di atas gunung berapi terpencil dapat terhambat oleh abu vulkanik.
Citra satelit dan infrasonik adalah dua opsi lain, tetapi keduanya memiliki kelemahan: Awan atau kegelapan dapat menyembunyikan petunjuk kunci untuk letusan yang akan segera terjadi, dan gelombang suara yang digunakan dalam infrasonik dapat dikacaukan ketika mereka bergerak melintasi ratusan mil. Deteksi petir, di sisi lain, cepat (bahkan melebihi laporan saksi mata) dan kurang rentan terhadap hambatan cuaca. Seperti yang ditulis oleh rekan penulis studi, Alexa Van Eaton, ahli vulkanologi di USGS Cascades Volcano Observatory National Geographic, cahaya juga menghindari potensi distorsi yang dialami oleh gelombang suara.
Petir vulkanik telah lama membingungkan para ilmuwan. Menulis untuk The Washington Post pada tahun 2016, Angela Fritz menjelaskan bahwa sulit untuk menangkap petir dalam aksi, karena pemogokan hanya terjadi pada awal letusan paling intens.
Secara umum, petir berfungsi sebagai mekanisme koreksi untuk muatan negatif dan positif yang dipisahkan di atmosfer. Saat kilat menyerang, muatan semacam itu dinetralkan. Para ilmuwan tahu bahwa penyebab di balik badai rata-rata Anda adalah kristal es berlistrik, tetapi sampai saat ini, ilmu pasti di balik petir vulkanik tetap menjadi misteri. Kemudian, pada tahun 2016, dua studi yang diterbitkan secara terpisah dalam Geophysical Research Letters menguraikan penjelasan yang menjanjikan untuk fenomena singular.
Seperti yang dicatat oleh Becky Oskin Live Science, satu laporan berfokus pada rekaman video, infrasonik, dan analisis elektromagnetik yang terkait dengan gunung berapi Sakurajima Jepang. Dikombinasikan, data menunjukkan bahwa listrik statis yang dihasilkan oleh partikel-partikel yang bergesekan bersama dalam awan tebal abu bertanggung jawab atas petir vulkanik. Studi kedua, yang juga dipimpin oleh Van Eaton, berfokus pada letusan gunung berapi Calbuco di Chili pada bulan April 2015. Menariknya, tim ini mencatat kesamaan yang berbeda antara petir vulkanik dan petir petir; Terlepas dari sifat gunung berapi yang tampaknya kontradiktif, Van Eaton dan rekan-rekannya menemukan bahwa awan yang dipenuhi uap dari abu yang menipis menghasilkan es yang memicu kilat seperti halnya badai petir.
Sehubungan dengan temuan terbaru, studi 2016 menawarkan banyak bukti tentang pentingnya petir dalam melacak aktivitas gunung berapi. Tetapi ketika Rebecca Williams, seorang ahli vulkanologi di Universitas Hull yang tidak terlibat dalam penelitian ini, memberi tahu Wei-Haas dari National Geographic, pertanyaan — termasuk masalah seberapa baik jaringan sensor WWLLN membedakan antara badai dan kilat vulkanik — tetap ada.
"Pekerjaan lebih lanjut perlu dilakukan untuk sepenuhnya membedakan kedua jenis, tetapi ada potensi besar di sini, " kata Hull.
Van Eaton menggemakan sentimen ini, memberi tahu Wei-Haas bahwa penelitian tambahan harus dilakukan sebelum metode ini diadopsi untuk penggunaan populer.
"Apa yang sebenarnya kita miliki dengan makalah ini adalah beberapa pengamatan menarik, " simpul Van Eaton. "Saya berharap ini akan memicu banyak pekerjaan pemodelan yang menarik, dan orang-orang yang dapat mengambil pengamatan ini dan membawanya ke tingkat berikutnya."
