Источник заряда
Вулканические молнии возникают внутри плотного выброса над жерлом. Поднимающийся поток несет пепел, обломки породы, пар и капли воды. Частицы сталкиваются, трутся и раскалываются на фрагменты. При контакте часть вещества получает электроны, другая часть их теряет. Облако постепенно разделяется на области с противоположными зарядами.
Дробление породы начинается еще в глубине вулкана. Расширяющийся газ разрывает расплав и отделяет твердые частицы. Новые поверхности получают неодинаковые электрические свойства. Возле жерла крупные обломки ударяются друг о друга с высокой силой. Мелкая пыль подхватывается потоком, а тяжелые фрагменты движутся иначе. Разница траекторий разносит заряженное вещество по разным частям выброса.
Разделение частиц
Размер зерен влияет на распределение электричества. Легкая фракция уходит вверх и перемещается вместе с газом. Крупные куски замедляются, оседают либо остаются в нижнем слое. Турбулентные вихри перемешивают пепел, но одновременно сортируют его по массе. Заряженные области удаляются друг от друга, поэтому напряженность поля растет.
Вода подключает иной механизм. Пар охлаждается при подъеме, превращается в капли и ледяные частицы. Их столкновения с пеплом усиливают перенос заряда. Такой процесс напоминает электризацию грозовой тучи, однако твердая примесь меняет состав среды. Если влаги мало, основную работу выполняют дробление, трение и удары минеральных зерен. При насыщенном паре оба механизма действуют совместно.
Разряд появляется, когда электрическое поле пробивает промежуток между заряженными зонами. Газ в узком каналее ионизируется и начинает проводить ток. Светящаяся ветвь соединяет участки одного облака, соседние выбросы либо пепельную массу с землей. Короткие вспышки возле кратера связаны с плотным потоком крупных обломков. Протяженные каналы формируются выше, где выброс расширился и приобрел слоистую структуру.
Условия наблюдения
Сила извержения не определяет электрическую картину отдельно от других признаков. Результат зависит от количества мелкого пепла, скорости струи, влажности и степени дробления породы. Плотная масса увеличивает число столкновений, а развитые вихри разносят заряды. Ветер растягивает шлейф и меняет положение разрядов. Дождь, пар и лед перестраивают проводимость среды.
От простой грозы явление отличает источник твердых частиц. Обычная туча получает заряд главным образом при взаимодействии воды и льда. Вулканический выброс содержит минералы, стекловидные фрагменты и раскаленный газ. Разряды способны появиться рядом с жерлом до формирования высокого облачного слоя. По одной фотографии нельзя надежно установить преобладающий механизм электризации.
Наблюдатель видит световую вспышку, но приборы фиксируют еще радиосигнал и изменение электрического поля. Такие данные указывают на активное дробление материала внутри непрозрачного шлейфа. Отсутствие видимых каналов не подтверждает отсутствие разрядов: плотный пепел скрывает свечение. Однако электрическая активность не раскрывает объем выброса отдельно от прочих измерений. Ее сопоставляют с движением шлейфа, сейсмическими колебаниями и иными признаками извержения.