Forskare rapporterar i en ny studie att de har dokumenterat mullret av vulkanisk åska för första gången, en bedrift som anses vara nästan omöjlig av många vulkanologer.

Mikrofoner för att upptäcka vulkanutbrott i Alaskas Aleutian Islands spelade in ljud av vulkanutbrott i Bogoslof under åtta månader från december 2016 till augusti 2017. Forskare som analyserade inspelningarna identifierade flera knäckande ljud från utbrotten den 8 mars och 10 juni som vulkanisk åska, ett fenomen som studieförfattarna sa aldrig tidigare har fångats i ljudinspelningar.

Observatörer har beskrivit att höra vulkanisk åska tidigare, men forskare har inte lyckats särskilja åskan som orsakats av vulkanisk blixt från kakofonien av bälgar och explosioner som åtföljer ett explosivt utbrott. I den nya studien, forskare använde mikrofoner på en närliggande ö och kartor över vulkaniska blixtnedslag för att identifiera ljudet av åska.

"Det är något som människor som har varit vid utbrott verkligen har sett och hört förut, men det här är första gången vi definitivt har fångat det och identifierat det i vetenskapliga data, sa Matt Haney, en seismolog vid Alaska Volcano Observatory i Anchorage och huvudförfattare till den nya studien som godkänts för publicering i Geofysiska forskningsbrev , en tidskrift från American Geophysical Union.

Att analysera vulkanisk åska erbjuder forskare ett nytt sätt att upptäcka vulkanisk blixt och potentiellt ett sätt att uppskatta storleken på en askplym, enligt Jeff Johnson, en geofysiker vid Boise State University som inte var kopplad till den nya studien.

Haney och hans team fann att intensiteten av åskan matchade intensiteten av blixten, vilket betyder att forskare kanske kan använda åska som en proxy för vulkanisk blixt, sade Johnson. Blixtens intensitet i en vulkanisk plym kan berätta för forskare hur stor plymen är och hur farlig den kan vara.

"Att förstå var blixten inträffar i plymen berättar om hur mycket aska som har brutit ut, och det är något som är notoriskt svårt att mäta, ", sa Johnson. "Så om du lokaliserar åska över ett långt område, du kan potentiellt säga något om hur omfattande plymen är."

Övervakning av förestående utbrott

Vulkanutbrott är i sig bullriga – explosioner av rök, aska och magma skakar marken och skapar höga smällar och mullrar som ekar i milsvida. Blixtar är vanliga i vulkaniska plymer eftersom partiklar av aska och is skrapar och kolliderar med varandra och blir elektrifierade. Forskare antog att vulkanisk blixt följs av åska, som det är under åskväder, men de hade ännu inte kunnat reta ut åskslag från ljudet från själva utbrottet, och många forskare ansåg att det var omöjligt, enligt Haney.

I den nya studien, Forskare upptäckte åska vid vulkanen Bogoslof i Alaskas Aleutian Islands, en kedja av mer än 50 vulkanöar i norra Stilla havet.

Forskare övervakar ständigt öarna på långt håll efter tecken på förestående utbrott. De använder seismiska sensorer för att fånga upp markrörelser före eller under ett utbrott, uppsättningar av mikrofoner för att upptäcka ljud av aska som exploderar mot himlen och ett globalt nätverk av blixtsensorer för att upptäcka blixtnedslag i en askplym. Åskväder är sällsynta på Aleuterna, så när sensorer detekterar blixtnedslag, det betyder troligen att det är ett pågående utbrott, sa Haney.

Bogoslof började få utbrott i december 2016 och fick utbrott mer än 60 gånger fram till augusti 2017. Många av utbrotten producerade höga moln av aska mer än sex kilometer (20, 000 fot) högt som störde flygresor i hela regionen.

Isolerande åska

Bogoslofs utbrott den 8 mars och 10 juni skapade idealiska förhållanden för att observera vulkanisk åska, sa Haney. Båda utbrotten genererade enorma askplymer som höll i sig i flera timmar efter att utbrotten upphört. Utan ljudet av ett utbrott i bakgrunden, forskare hade en bättre chans att höra åsksprickor orsakade av blixtar i plymen.

Världsomspännande blixtsensorer upptäckte blixtnedslag i askplymerna i flera minuter efter att varje utbrott avslutats. I den nya studien, Haney och hans kollegor jämförde tidpunkten och platsen för blixtnedslagen med ljud som spelats in av en mikrofonuppsättning på en närliggande ö.

De fann att timingen och volymen för ljuden som mikrofonerna tog upp matchade blixtdatan på ett sätt som bara åskan kunde.

Den 8 mars, mikrofonerna spelade in minst sex distinkta ljudskurar som inträffade tre minuter efter att blixtens aktivitet i plymen nådde sin topp. Tidpunkten för utbrotten betyder att de nästan säkert var åskskador som orsakades av blixten:Mikrofonerna var 60 kilometer från vulkanen, så det skulle ha tagit ljud tre minuter att nå mikrofonerna. Att åskan togs upp så långt bort betyder också att den var ganska hög, sa Haney.

Den 10 juni, mikrofonerna plockade upp ljud från ett lite annat håll än ljud från utbrottet. Placeringen av utbrotten motsvarade områden med toppblixtaktivitet, enligt studien.

"Om folk hade observerat utbrottet personligen, de skulle ha hört detta åska, " sa Haney. "Jag förväntar mig att det kommer framöver, andra forskare kommer att bli glada och motiverade att titta i sina datauppsättningar för att se om de kan fånga upp åsksignalen."