Вулкани можуть викидати в іоносферу велику кількість заряджених наночастинок попелу, які через ефект електростатичної левітації здатні розлітатися на сотні кілометрів і провокувати грози і аномальну кількість злив, з'ясував британський геолог Меттью Гендж. Його оцінки побічно підтверджуються і даними, отриманими під час великих вивержень в минулому, можливо, цей ефект в кінцевому рахунку призвів до поразки Наполеона, йдеться в статті, опублікованій в журналі.
Під час вивержень вулканів в атмосферу викидається до декількох сотень кубічних кілометрів вулканічного попелу - зважи твердих частинок розміром близько одного мікрону і менше. При найпотужніших виверженнях вибухового типу ці частинки піднімаються на висоту 50 кілометрів, досягаючи іоносфери. Відомо, що в стовпі вивержень позитивно і негативно заряджені частинки можуть розділятися, проте в більшості моделей впливом електростатичної взаємодії на рух попелу в атмосфері нехтують.
Більш детально вивчити ефект поділу зарядів у стовпі вивержень вирішив британський геолог Меттью Гендж (Matthew Genge) з Імперського коледжу Лондона. Для цього вчений, ґрунтуючись на даних про вулканічні викиди, зробив теоретичні оцінки траєкторій заряджених частинок різного розміру - від 10 до 500 нанометрів, після того, як їх викинуло у верхні шари атмосфери. У викидах може відбуватися поділ позитивно заряджених газів і негативно заряджених частинок попелу. Виявилося, що при цьому у самого стовпа вивержень залишається негативний заряд, в результаті чого він продовжує електростатично відштовхувати від себе заряджені частинки, надаючи їм додаткову швидкість.
Через такий ефект електростатичної левітації заряджені частинки розміром в десятки і сотні нанометрів протягом декількох годин можуть розлетітися на сотні кілометрів від вулкана. При цьому і висота, на якій опиняються ці частинки під час свого польоту, може досягати сотні кілометрів.
Гендж стверджує, що висока концентрація негативно заряджених частинок в іоносфері небезпечна також тим, що протягом короткого часу після викиду (близько 100 секунд) на великій площі може виникнути глобальний розряд, який може сильно позначитися на погоді - в першу чергу, він призведе до формування великої кількості грозових хмар і різкого підвищення рівня опадів. Для підтвердження цієї гіпотези автор дослідження розглянув відомі дані про погоду в різних частинах планети після знаменитого виверження вулкана Кракатау 1883 року. Відомо, що через деякий час після виверження в полярних областях мезосфери були виявлені хмари, точну причину появи яких встановити не вдалося. За словами Генджа, якраз електростатична левітація вулканічного попелу з Кракатау могла призвести до їх утворення.
Геолог припускає, що подібний ефект міг стати причиною поганої погоди в Європі в 1815 році, через що, як вважають деякі вчені, Наполеон програв битву при Ватерлоо. Виверження вулкана Тамбора, через яке на наступний рік у Європі та Північній Америці було аномально холодне літо, могло призвести до глобального електростатичного розряду в іоносфері, а після цього - найпотужніших злив у Європі.
За твердженням Генджа, в майбутньому подібний ефект необхідно враховувати при оцінці наслідків потужних вивержень. Зокрема, важливим фактором електростатична левітація попелу в іоносфері може стати при виверженні супервулканів, під час якого попадання великого числа заряджених частинок в іоносферу може привести глобальному електричному розряду в атмосфері.
Геологічне моделювання показує, що потужні виверження небезпечні не тільки попаданням великої кількості попелу в атмосферу, але і осіданням цього попелу на поверхню Землі. Так, в одному з недавніх досліджень вчені виявили, що при виверженні Йеллоустонського супервулкана незалежно від пори року і напрямку вітру майже вся територія США виявиться засипана попелом. При цьому палеокліматичні дані і аналіз вулканічного попелу показують, що останнє виверження цього вулкана, яке сталося близько 639 тисяч років тому, спровокувало відразу два періоди різкого похолодання, кожен з яких тривав близько 80 років.