ברקים הם תופעות חשמליות באטמוספרה. ישנם סוגים שונים של ברקים וכן גורמים שונים. התפרצויות ברקים מעל הרי געש הן תופעות ותיקות מבחינה גאולוגית ומרתקות בשל הקשר להיווצרות חיים על פני כדור הארץ.
תיעוד קדום לתופעת התפרצות ברק מעל הר געש נכתב באוגוסט 1794 בווזוב אשר באיטליה, בסמוך לעיר פומפיי. התיעוד מתאר התפרצות סוערת, שתועדה ע"י פליניוס ובו מתוארת התפרצות שהחלה בפליטת אפר וטוף מלוע הר הגעש לגובה רב. האפר הגעשי האפיל את השמיים ונחשולי פירוקלסטים ירדו במהירויות גבוהות (150 קמ"ש) במורד ההר. עקב השפעת הרוחות החזקות, כיסה האפר את העיר פומפיי וסביבתה. החומרים ששקעו יצרו שכבת אפר וגזים רעילים (תרכובות גופרית) בגובה של כשני מטרים וקברו תחתם את אוכלוסיית האזור ובכך הכחידו את העיר.
תמונה: ציור של סופת הברקים מעל הר הגעש בווזוב 1794
התפרצות הר געש נוצרת בשלבים כאשר המגמה המצויה בעומק האדמה נתונה בלחצים עצומים ומחפשת דרכה לפרוץ החוצה. הרכב החומר המתפרץ החוצה תלוי בעיקר בהרכב המגמה המניעה את התהליך (ריכוז סיליקטים). כך למשל, מגמה עשירה בסיליקטים תהיה כבדה וצמיגה יותר ולכן תגרום להתפרצויות נפיצות/חזקות יותר. מגמה המורכבת ברובה מבזלת (אחוז סיליקטים נמוך יחסית), בעלת צמיגות נמוכה, תגרום להתפרצויות בעלות נפיצות נמוכה המתאפיינות בעיקר בנחלי לבה (פחות בהתפרצויות אש).
הפריצה מתרחשת בנקודות התורפה של קרום כדור הארץ ובמהלכה נפלטים מלוע הר הגעש בעוצמה רבה גזים ונוזל רותח המכונה לבה. במהלך יציאתה מעומק האדמה הלבה מתקררת. בהתפרצויות חוזרות של לבה נוצר קונוס הר הגעש.
VEI: Volcanic explosivity index (1982) הוא אינדקס למדידת עוצמת התפוצצות געשית (מקביל ל"סולם ריכטר" עבור רעידות אדמה).
כאשר הר געש מתפרץ בקרבת מקור מים, למשל כאשר לוע הר הגעש נמצא מתחת למים, לוע הר געש פוגש מאגר מים תת קרקעי (אקוויפר) או כאשר הלבה נשפכת לתוך מאגר מים, לתכולת המים ישנה השפעה על החומרים החדשים שייווצרו בהתפרצות.
ישנם מספר סוגים של תוצרי הלוואי כתוצאה מהתפרצות הר געש:
- אירוסולים ואבק, אשר גורמים ליצירת טעינה אטמוספרית וליצירת עננים וברק
- גזים, אשר גורמים לריאקציות והצטברות חומרים חדשים באטמוספרה, גורמים ליצירת תחמוצות וירידת גשם חומצי (SO2, CO2, NOX) וליצירת חומרים רעילים (HCN, H2S)
- לבה, אשר גורמת לשריפות ולשינוי פני השטח
השפעת התפרצות געשית על כימיה אטמוספרית באה לידי ביטוי בשבירת הקשרים הכימיים על ידי הברק, בטמפרטורות גבוהות, שבירת החומרים יוצרת רדיקליים (לא יציבים) ואי יציבות הרדיקלים מזרזת את יצירת החומרים החדשים וגם חומרים אורגניים.
ניסוי יורי מילר (1953)
זהו הניסוי היחיד שמוכיח כי הכנסת תערובת של גזים: מתאן, אמוניה, מימן בנוכחות מים חמים וניצוץ חשמלי, ניתן לייצר חומרים אורגניים בעלי חשיבות ביולוגית להיווצרות חיים. חשיבות הניסוי בתחום הברקים הוא בכך שהניסוי קושר בין הברקים לבין היווצרות חיים על פני כדור הארץ. כלומר, יצירת ברקים געשיים באטמוספרה הקדומה של כדור הארץ תורמת להסבר בנושא היווצרות החיים הראשוניים על פניו.