يحدث البرق البركاني أثناء ثوران البراكين، ويتراوح بين ومضات ساطعة وفوضوية تظهر قرب فوهة البركان، وومضات تمتد إلى ارتفاعات تصل إلى عشرات الكيلومترات فوق سطح البحر. كما يمكن أن يحدث هذا النوع من البرق حتى أثناء الثورانات البركانية تحت الماء، عندما تقذف الانفجارات البخار والرماد إلى الأعلى.

وقد تكون شدة البرق البركاني هائلة؛ فعلى سبيل المثال، خلال ثوران بركان هونغا تونغا–هونغا هاآباي في تونغا عام 2022، تم تسجيل أكثر من 2600 ومضة برق في الدقيقة الواحدة، على ارتفاعات وصلت إلى 31 كيلومترا فوق سطح البحر.

وكما هو معروف، تتكهرب السحب الرعدية نتيجة تصادم بلورات الجليد الصاعدة مع تيارات الهواء وحبات البرد المتساقطة، حيث تكتسب بلورات الجليد شحنة موجبة، بينما تكتسب حبات البرد شحنة سالبة.

لكن ما حيّر العلماء لفترة طويلة هو كيفية اكتساب عمود الرماد البركاني، المكوّن من جزيئات صخرية ورماد جاف، شحنة كهربائية، إذ من غير المتوقع أن تولّد هذه الجسيمات شحنات كهربائية عند تصادمها.

ووفقا لمجلة Nature، توصل علماء من معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا إلى أن سر هذه الظاهرة يكمن في طبقة رقيقة من الجزيئات الغنية بالكربون. إذ تؤدي هذه الطبقة، عند وجودها على جزيئات السيليكا في التيار الصاعد، إلى توليد شحنات كهربائية وتشكّل ومضات البرق.

وتشير النتائج إلى أن جزيئات السيليكا النقية لا تُظهر هذا السلوك عادة، إلا أن وجود طبقة الكربون يسهّل انتقال الشحنات الكهربائية أثناء التصادم، ما يؤدي إلى حدوث البرق البركاني.