안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
대기 중 또는 화산 분운 내부에서 정전기가 축적되면, 화산재가 대기 중에 퍼지는 양상은 미세 입자의 정전기적 응집으로 인해 대기 잔류 시간이 줄어들고 낙하 속도가 빨라지는 방향으로 크게 변화하게 됩니다.
화산이 분출할 때 마그마의 파쇄 과정 및 분운 내부 입자 간 격렬한 충돌로 인해 화산재 입자는 강한 전하를 띠게 됩니다. 서로 다른 극성을 띤 미세 입자들이 전자기적 힘으로 서로 끌어당겨 커다란 화산재 응집체를 형성합니다.
정전기로 인해 뭉쳐진 응집체는 단일 미세 입자보다 입경과 질량이 커지므로 종단 침강 속도가 대폭 증가합니다.
결과적으로 분화구 인근 및 중간 거리 지역에는 예상보다 훨씬 많은 양의 화산재가 일찍 떨어지는 반면, 초장거리까지 퍼지는 미세 화산재의 총량은 줄어드는 공간적 재배치가 일어납니다.
또한 정전기가 대기 중 한계 전위차를 넘어설 정도로 과도하게 축적되면 화산 번개 방전이 발생하는데, 화산 번개는 분운 내 전하를 순간적으로 중화시켜 응집 상태를 변화시키거나, 방전 시 발생하는 순간적인 고열로 입자 표면을 녹여 서로 붙게 만드는 등 2차적인 물성 변화를 유발합니다.