Chociaż każdego dnia na Ziemi uderza średnio 8 milionów piorunów, wciąż należą one do najbardziej zagadkowych zjawisk atmosferycznych. Coraz nowsze badania pozwalają poznać kolejne tajemnice błyskawic, ale naukowcom to nie wystarcza. Poza znanymi nam wszystkim burzowymi wyładowaniami tropią też ich jeszcze bardziej niezwykłych „kuzynów”, których można spotkać np. podczas erupcji wulkanicznych albo w Kosmosie.
W uproszczeniu można powiedzieć, że pioruny to gigantyczne iskry łagodzące różnice ładunków, które powstają w systemach burzowych. Typowy piorun wytwarza napięcie o mocy 100 mln woltów. To niewyobrażalnie dużo w porównaniu do 230 woltów, z którymi mamy do czynienia w gniazdku elektrycznym.
Mimo to z danych pochodzących z okresu stulecia wynika, że tylko 30 proc. z 8 mln wyładowań atmosferycznych występujących na naszej planecie każdego dnia okazuje się śmiertelna dla ludzi. Część porażeń piorunem powoduje poważne, rozległe oparzenia skóry, ale oszczędza organy wewnętrzne.
Gorętsze od powierzchni Słońca
Temperatura błyskawicy to 27760 st. C, czyli około pięć razy więcej niż temperatura powierzchni Słońca (5507 st. C). Średnica kanału błyskawicy wynosi w przybliżeniu 1,3 cm. Każdego dnia na Ziemi uderza średnio 8 mln piorunów.
Chociaż danych na temat piorunów przybywa, wciąż stanowią one jedno z najbardziej tajemniczych zjawisk, jakimi znajdują się nauki atmosferyczne. Jednak mimo że na ich temat jest jeszcze sporo do wyjaśnienia, naukowcy już zaczęli szukać kolejnych zagadek, odkrywając mniej znanych „krewnych” burzowych wyładowań. Można ich spotkać w chmurach popiołu, laboratoriach, a nawet poza Ziemią.
„Duszki” wysoko nad Ziemią
„Duszki” (ang. sprites) to wyładowania zachodzące w wysokich warstwach atmosfery
Jeszcze w ziemskiej atmosferze, ale już ponad chmurami burzowymi, na wysokości 50-90 km nad Ziemią, występują wyładowania elektryczne zwane „duszkami” (ang. „sprites”). To czerwonawe bądź niebieskawe rozbłyski trwające zaledwie tysięczne części sekundy.
Ze względu na rejon występowania zobaczyć je mogą tylko nieliczni – astronauci przebywający na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) oraz ci, którzy wznoszą się samolotami ponad burze. Przez to, że trwają ułamek sekundy, są niemal nieuchwytne - zarejestrować udało się je dopiero w 2012 roku, po wielu latach obserwacji.
Najsilniejsze, ale niewidoczne
Niewidzialny dla nas rozbłysk gamma według koncepcji artysty
Chyba najbardziej niesamowitym przykładem pozaziemskich wyładowań są rozbłyski gamma. To nagłe wzrosty natężenia promieniowania gamma w niewielkim obszarze nieba, które pojawiają się na sferze niebieskiej mniej więcej raz na dobę i trwają od kilku milisekund do nawet siedmiu godzin. Choć nie można ich dostrzec gołym okiem, wytwarzają promieniowanie 100 razy bardziej energetyczne niż medyczne dawki promieniowania rentgenowskiego.
Rozbłyski gamma stanowią najjaśniejsze znane we Wszechświecie źródła promieniowania elektromagnetycznego. Naukowcy byli zakłopotani naturą tych niewidzialnych błyskawic, dopóki nie odkryli, że również one pomagają w równoważenia ładunków w otoczeniu rozpraszając je, kiedy dochodzi do zachwiania równowagi.
Uderzają na innych planetach
Pozaziemskie wyładowanie elektrostatyczne
Choć nie wszystkie pozaziemskie wyładowania są tak trudne do uchwycenia jak niewidzialne rozbłyski gamma, ich obserwacje zawsze są trudne. Mimo to udało się je wytropić w kilku rejonach Układu Słonecznego. W 2009 roku panujące podczas równonocy na Saturnie warunki sprawiły, że w blasku jego pierścieni sonda Cassini zarejestrowała rozbłyski nad gazową planetą. Później błyskawice wykryto również na Jowiszu, a różne dane wskazują, że występują one także na Uranie i Neptunie.
Świecące kule to złudzenie?
Istota i mechanizmy prowadzące do powstania pioruna kulistego wciąż są nieznane
Na ziemi również nie brakuje dziwnych wyładowań. Podczas burz oprócz zwykłych błyskawic widywano nieraz świecące, poruszające się kule o promieniach liczących kilka-kilkadziesiąt centymetrów. Według świadków takie obiekty miewały różne barwy – najczęściej białą, żółtą lub jasnoniebieską, a oprócz tego wydawały dziwne odgłosy przypominające syczenie czy warczenie.
W 2012 roku taką kulę udało się sfilmować naukowcom, jednak nadal nie są oni zgodni co do określenia istoty pioruna kulistego ani mechanizmów prowadzących do jego powstawania. – Nie wiemy, co to jest – przyznaje badacz błyskawic Don MacGorman.
Analiza widmowa takiego zjawiska sugeruje, że kule formują się, kiedy po uderzenia pioruna pierwiastki odparowują w glebie. Niektórzy badacze twierdzą jednak, że piorun kulisty jest po prostu złudzeniem optycznym albo halucynacją towarzyszącą epilepsji.
Błyskawice nad erupcją
Błyskawica wulkaniczna powstaje w chmurze pyłów wulkanicznych po erupcji
Innym specyficznym i widowiskowym rodzajem pioruna ziemskiego są wyładowania występujące podczas burz pyłowychlub w chmurach popiołów i gazów powstałych podczas erupcji wulkanicznych i pożarów lasów. Powstają one, gdy cząsteczki kurzu z pióropusza pyłu wulkanicznego zderzają się z kryształkami lodu w atmosferze.
To zjawiska bardzo trudne do badania w ich naturalnym otoczeniu, więc naukowcy stworzyli w laboratorium chmurę z prawdziwego pyłu wulkanicznego. Podczas tego doświadczenia okazało się, że im mniejsze są cząstki pyłu, tym intensywniejsza błyskawica.
ŹRÓDŁO:LOSYZIEMI.PL
To zjawiska bardzo trudne do badania w ich naturalnym otoczeniu, więc naukowcy stworzyli w laboratorium chmurę z prawdziwego pyłu wulkanicznego. Podczas tego doświadczenia okazało się, że im mniejsze są cząstki pyłu, tym intensywniejsza błyskawica.
ŹRÓDŁO:LOSYZIEMI.PL
