علماء يفكون لغز تشكل البرق من السحب

Các nhà khoa học giải mã bí ẩn sét hình thành từ mây - Ảnh 1. — قد لا يكون البرق ناشئًا عما كنا نعتقد في السابق - صورة: الذكاء الاصطناعي

يشير اكتشاف جديد رائد في فيزياء الغلاف الجوي إلى أن البرق ليس مجرد نتيجة لعواصف رعدية عادية. بل قد يكون هناك تفاعل متسلسل قوي، يشبه تأثير "آلة البينبول"، يحدث في الغلاف الجوي، وقد يكون هو العامل الرئيسي في إحداث البرق.

ورغم أن البرق ظاهرة مألوفة، يمكنها أن ترفع درجة حرارة الهواء إلى 27 ألف درجة مئوية، أي خمسة أضعاف درجة حرارة سطح الشمس، إلا أن العلماء لم يفهموا بعد بشكل كامل عملية بدايته من داخل السحب.

وفي دراسة جديدة نشرت في الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي ، قدم فريق بحثي دولي بقيادة البروفيسور فيكتور باسكو وطالب الدكتوراه زيد برويز (جامعة ولاية بنسلفانيا، الولايات المتحدة الأمريكية) لأول مرة تفسيرا دقيقا وكميا لهذه الظاهرة.

قال باسكو: "يُقدم اكتشافنا أول تفسير واضح وقابل للقياس لكيفية نشوء البرق في الطبيعة. فهو يربط عناصر من الأشعة السينية والحقول الكهربائية بفيزياء "الانهيارات الإلكترونية"."

وفقًا لفريق البحث، تُشبه عملية بدء البرق لعبة بينبول غير مرئية داخل سحابة رعدية. وتحديدًا، تُسرّع المجالات الكهربائية القوية للغاية في السحابة الرعدية الإلكترونات الحرة، مما يؤدي إلى اصطدامها بعنف بجزيئات غازية مثل النيتروجين والأكسجين.

تُنتج هذه التصادمات أشعة سينية وفوتونات عالية الطاقة، وهي المكونات الأساسية للضوء. تُطلق هذه الفوتونات بعد ذلك إلكترونات جديدة من خلال التأثير الكهروضوئي، مما يُحدث تفاعلًا متسلسلًا يُعرف باسم "الانهيار الإلكتروني النسبي".

عندما تصل هذه العملية إلى مستوى معين، يتشكل البرق.

ولم يتوقف فريق البحث عند تفسير البرق العادي، بل توسع أيضًا في فهم ظاهرة أكثر غموضًا: "البرق الأسود" أو وميض أشعة جاما الأرضية.

هذه انفجارات أشعة سينية عالية الطاقة ولكنها لا تصاحبها موجات ضوئية أو راديوية، مما يجعلها "غير مرئية" تقريبًا للعين المجردة ورادار الطقس.

استنادًا إلى عمليات محاكاة فيزيائية مُفصّلة، يُشير الفريق إلى أنه في ظل الظروف المناسبة، يُمكن للأشعة السينية عالية الطاقة الناتجة عن الانهيارات الإلكترونية أن تستمر في تكوين إلكترونات جديدة من خلال التأثير الكهروضوئي في الهواء. تحدث هذه العملية بسرعة كبيرة، مُشكّلةً تفاعلًا تسلسليًا قويًا مُضخّمًا ذاتيًا، ولكنها لا تُصدر ضوءًا واضحًا أو إشارة راديوية مميزة.

وهذا يفسر ظاهرة حيرت العلماء لسنوات: لماذا تستطيع بعض مناطق السحب، على الرغم من أنها تبدو مظلمة وهادئة للغاية، أن تنتج أشعة جاما عالية الطاقة.

ولا يحل هذا الاكتشاف أحد أقدم ألغاز علم الأرصاد الجوية فحسب، بل يفتح الباب أيضًا أمام تطبيقات مهمة: تحذيرات أكثر دقة من البرق في المستقبل، وفهم أفضل لتأثير البرق على الطائرات والأقمار الصناعية، وتحسينات أخرى في نماذج التنبؤ بالطقس المتطرف في مواجهة تغير المناخ.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-giai-ma-bi-an-set-hinh-thanh-tu-may-20250730165942529.htm