Vulkanausbrüche lösen oft Gewitter aus: In ihrer Aschewolke reiben die Staubteilchen permanent aneinander und laden sich elektrisch auf, was sich in zahlreichen Blitzen entlädt. Die Explosion des Hunga Tonga-Hunga Ha'apai im Pazifik am 15. Januar 2022 zeigte das eindrucksvoll, denn die Eruption wurde von ihrem Beginn am 13. Januar bis zum Tag nach dem Hauptereignis von hunderttausenden Blitzen begleitet. Wie intensiv das Ereignis war, zeigt eine zweite Studie von Alexa Van Eaton vom U.S. Geological Survey und ihrem Team in den »Geophysical Research Letters«.

Laut ihren Daten blitzte es innerhalb von elf Stunden nach der Haupteruption rund 192 000-mal in der Wolke aus Asche und Wasserdampf, die mindestens 58 Kilometer hoch in die Atmosphäre schoss – so hoch wie kein anderer bekannter Vulkanausbruch. Zum Höhepunkt des vulkanischen Gewitters entluden sich elekrische Ladungen mit einer Rate von 2615 einzeln detektierten Blitzen pro Minute: ebenfalls ein Rekordwert. Zudem wies die Arbeitsgruppe Blitze noch in einer Höhe von 20 bis 30 Kilometern nach, was zuvor ebenfalls noch nicht erfasst worden war.

»Diese Eruption löste ein extrem starkes Gewitter aus, wie wir es noch nie gesehen haben«, sagt die Vulkanologin Van Eaton. Ihre Arbeitsgruppe setzte auf eine Kombination aus optischen und Radiomessungen, die sie zu einem einzigen Datensatz zusammenfassten. Dazu nutzte das Team Instrumente, die elektromagnetische Strahlung sowohl im sichtbaren als auch im Radiobereich messen, etwa Satelliten sowie Radioantennen an Land, die elektrische Impulse aufspüren können.

Mit diesen Daten speisten Van Eaton und Co dann ein Modell, das ihnen eine Echtzeitsimulation des vulkanischen Gewitters erzeugte. Die Beobachtungen zeigten zudem, dass die Eruption länger dauerte, als bisher angenommen wurde, und sie fast eine halbe Milliarde elektrischer Entladungen erzeugte.

Die Eruption entwickelte sich so extrem, weil sie bereits unter Wasser begann und austretende Lava das Meerwasser quasi verpuffen lies, als es direkt damit in Kontakt kam. Gleichzeitig erzeugten die Faktoren vor Ort perfekt die Bedingungen dafür, dass sich ein extrem aufgeladenes Gewitter ausbilden konnte, in dem vulkanische Asche, unterkühltes Wasser und Hagelkörner aufeinandertrafen.

Die Eruption verursachte extreme Turbulenzen in großer Höhe, wodurch wiederum Materiewellen ausgelöst wurden, die Ringe mit einem Durchmesser von bis zu 250 Kilometern bildeten. »Das Ausmaß dieser Blitzringe hat uns umgehauen«, sagt Van Eaton. »So etwas haben wir noch nie gesehen, es gibt nichts Vergleichbares bei meteorologischen Stürmen.« Die Art des Ausbruchs bezeichnen Forscher als Phreatoplinianische Eruption, bei der stark kieselsäurehaltige Magma auf große Mengen an Wasser – etwa im Meer – stößt, was gewaltige Verdampfungen und heftige Explosionen auslöst. Diese Art eines Ausbruchs kannte man zuvor nur aus geologischen Aufzeichnungen.