Imagine que se está preparando para volar a su destino de vacaciones favorito cuando de repente un volcán entra en erupción, enviando grandes cantidades de cenizas volcánicas a la atmósfera y obligando a cancelar su vuelo. Eso es exactamente lo que sucedió en abril de 2010 cuando Eyjafjallajokull, unVolcán en Islandia, hizo erupción e interrumpió los viajes aéreos en Europa durante seis días. Los científicos ahora están utilizando la física del plasma para predecir las características de estos peligrosos penachos de cenizas.
Los volcanes son rupturas en la corteza de un planeta y prevalecen en todo el sistema solar. En la Tierra, los volcanes generalmente se encuentran a lo largo de los límites de placas tectónicas colisionantes o divergentes o en agujeros en la corteza de nuestro planeta llamados puntos calientes.
Durante una erupción volcánica, hay una salida de gas a alta presión a través de una boquilla o ventilación. Esto hace que lo que los científicos describen como una onda de choque estacionaria se forme en la región cercana a la ventilación. Una onda de choque es una perturbación que se mueve más rápidoque la velocidad del sonido, como una explosión sónica, y provoca una acumulación de densidad a medida que se propaga. Una onda de choque estacionaria es aquella que permanece estacionaria, por lo que la acumulación de densidad permanece en su lugar. Aunque estas ondas de choque estacionarias se han explorado previamente enEn el contexto de las plumas de cohetes y la inyección de combustible, hay relativamente pocos estudios que involucren la salida de un gas que contenga partículas finas, especialmente cenizas volcánicas.
Recientemente, un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore LLNL utilizó física de plasma para investigar cómo la adición de cenizas volcánicas afecta las características de la onda de choque estacionaria volcánica y descubrió un descubrimiento.
"Nuestras simulaciones muestran que la ceniza volcánica modifica la altura, el ancho y la vida útil de la onda de choque estacionaria", dice el Dr. Jens von der Linden, físico LLNL e investigador principal del proyecto que presentará los hallazgos esta semana en el AmericanConferencia de la División de Sociedad Física de Física de Plasma en Ft. Lauderdale, Florida.
Los colaboradores de la Universidad Ludwig-Maximillian descubrieron recientemente en experimentos con tubos de choque que la luz emitida por el plasma de chispas eléctricas delinea la superficie de choque en presencia de cenizas volcánicas. Este descubrimiento ahora permite el seguimiento de la forma de onda de choque en el laboratorioexperimentos con diferentes mezclas de partículas de gas mediante la formación de imágenes de las chispas eléctricas.
Las observaciones de erupciones volcánicas sugieren que las partículas de cenizas cargadas en la región de baja presión de la onda de choque estacionaria pueden formar chispas, que pueden ser detectadas por las ondas de radio que producen. En el futuro, los científicos podrían triangular las posiciones de chispa eléctrica de la radiomediciones de ondas para determinar la estructura de ondas de choque estacionarias sobre el respiradero volcánico y, comparando la forma con los resultados numéricos y experimentales del Dr. von der Linden y sus colegas, estiman el contenido de partículas de cenizas de una erupción.
"Estas estimaciones de cenizas podrían usarse para desarrollar predicciones tempranas de columnas de cenizas volcánicas que pueden ser peligrosas para la aviación, tal como vimos en la erupción de Eyjafjallajokull en 2010 en Islandia", dijo el Dr. von der Linden.
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Materiales proporcionado por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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