Επιστήμονες αποκρυπτογραφούν το μυστήριο του σχηματισμού κεραυνών από τα σύννεφα

Περισσότερα από 270 χρόνια αφότου ο Βενιαμίν Φραγκλίνος ανακάλυψε τη σχέση μεταξύ κεραυνών και ηλεκτρισμού, το μεγαλύτερο μυστήριο για το πώς σχηματίζονται οι κεραυνοί από καταιγίδες έχει επιτέλους λυθεί.

Η αστραπή μπορεί να μην προέρχεται από αυτό που νομίζαμε - Φωτογραφία: AI

Μια πρωτοποριακή νέα ανακάλυψη στη φυσική της ατμόσφαιρας υποδηλώνει ότι οι κεραυνοί δεν είναι απλώς το αποτέλεσμα μιας απλής καταιγίδας. Αντίθετα, μια ισχυρή αλυσιδωτή αντίδραση, παρόμοια με το φαινόμενο ενός «φλίπερ», μπορεί να λειτουργεί στην ατμόσφαιρα, η οποία θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την ενεργοποίηση των κεραυνών.

Αν και ο κεραυνός είναι ένα οικείο φαινόμενο, το οποίο μπορεί να θερμάνει τον αέρα έως και 27.000 βαθμούς Κελσίου, πέντε φορές τη θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη κατανοήσει πλήρως τη διαδικασία έναρξής του μέσα από τα σύννεφα.

Σε μια νέα δημοσίευση στην Αμερικανική Γεωφυσική Ένωση , μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Βίκτορ Πάσκο και τον διδακτορικό φοιτητή Ζάιντ Περβέζ (Πανεπιστήμιο Penn State, ΗΠΑ) παρείχε για πρώτη φορά μια ακριβή και ποσοτική εξήγηση για αυτό το φαινόμενο.

«Η ανακάλυψή μας παρέχει την πρώτη σαφή, μετρήσιμη εξήγηση για το πώς ξεκινούν οι κεραυνοί στη φύση», είπε ο Πάσκο. «Συνδέει τις κουκκίδες μεταξύ των ακτίνων Χ και των ηλεκτρικών πεδίων με τη φυσική των «χιονοστιβάδων ηλεκτρονίων».»

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, η διαδικασία έναρξης κεραυνού είναι παρόμοια με ένα αόρατο φλίπερ μέσα σε ένα καταιγιδοφόρο σύννεφο. Συγκεκριμένα, τα εξαιρετικά ισχυρά ηλεκτρικά πεδία στο καταιγιδοφόρο σύννεφο επιταχύνουν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, προκαλώντας τους να συγκρουστούν βίαια με μόρια αερίου όπως το άζωτο και το οξυγόνο.

Αυτές οι συγκρούσεις παράγουν ακτίνες Χ και φωτόνια υψηλής ενέργειας, τα οποία είναι τα βασικά συστατικά του φωτός. Αυτά τα φωτόνια στη συνέχεια απελευθερώνουν νέα ηλεκτρόνια μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, δημιουργώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση γνωστή ως «σχετιστική χιονοστιβάδα ηλεκτρονίων».

Όταν αυτή η διαδικασία φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, σχηματίζεται κεραυνός.

Χωρίς να σταματά στην εξήγηση των συνηθισμένων κεραυνών, η ερευνητική ομάδα διεύρυνε επίσης την κατανόησή της για ένα πιο φευγαλέο φαινόμενο: τον «μαύρο κεραυνό» ή την επίγεια λάμψη ακτίνων γάμμα.

Αυτές είναι εκρήξεις ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας, αλλά δεν συνοδεύονται από φως ή ραδιοκύματα, γεγονός που τις καθιστά σχεδόν «αόρατες» με γυμνό μάτι και μετεωρολογικό ραντάρ.

Βασιζόμενη σε λεπτομερείς φυσικές προσομοιώσεις, η ομάδα υποστηρίζει ότι: Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, οι ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας που παράγονται από τη χιονοστιβάδα ηλεκτρονίων μπορούν να συνεχίσουν να δημιουργούν νέα ηλεκτρόνια μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου στον αέρα. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει πολύ γρήγορα, σχηματίζοντας μια ισχυρή αυτοενισχυόμενη αλυσιδωτή αντίδραση, αλλά δεν εκπέμπει εμφανές φως ή ένα διακριτό ραδιοσήμα.

Αυτό εξηγεί ένα φαινόμενο που προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και χρόνια: γιατί ορισμένες περιοχές νεφών, παρόλο που φαίνονται πολύ σκοτεινές και ήρεμες, μπορούν να παράγουν ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας.

Η ανακάλυψη όχι μόνο λύνει ένα από τα παλαιότερα μυστήρια της μετεωρολογίας, αλλά ανοίγει και το δρόμο για σημαντικές εφαρμογές: ακριβέστερες προειδοποιήσεις για κεραυνούς στο μέλλον, καλύτερη κατανόηση των επιπτώσεων των κεραυνών στα αεροσκάφη και τους δορυφόρους, και θα μπορούσε να βελτιώσει περαιτέρω τα μοντέλα για την πρόβλεψη ακραίων καιρικών φαινομένων ενόψει της κλιματικής αλλαγής.

Επιστροφή στο θέμα

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

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