Fulgerul este una dintre cele mai mari forțe naturale de pe planeta noastră. Noile instrumente de mapare dezvăluie cât de mare poate fi.
Pe data de 22 octombrie 2017, norii de furtună care s-au adunat deasupra centrului Statelor Unite ale Americii au eliberat un fulger atât de mare încât a luminat cerul deasupra orașelor Texas, Oklahoma și Kansas. Pe o suprafață mai mare de 500 de kilometri, de-a lungul acestor trei state, zdruncinarea a fost atât de puternică, încât a fost realizat un studiu de către cercetători, descriindu-l drept „explozia de lumină”, acesta fiind unul dintre cele mai lungi fulgere înregistrate vreodată. De obicei, fulgerul obișnuit are o lungime cuprinsă între 1 și 20 km. Dar, după cum au arătat cele mai sofisticate tehnicile de mapare, unele fulgere erau cu adevărat colosale. Aceste descoperiri recente ridică întrebări interesante, precum: cât de mare poate deveni un fulger? Ar trebui să fim îngrijorați de acest fenomen atmosferic?
Fulgerul se formează în norii de furtună, atunci când într-o regiune a norului se dezvoltă o încărcătură pozitivă puternică, iar într-o alta se dezvoltă o sarcină negativă puternică, creând forțe electrice între ele. ,,Un fulger se creează într-o regiune în care forțele electrice sunt extrem de puternice. Ele devin atât de puternice, încât aerul nu mai rezistă la forța electrică și se descompune”, a spus Don MacGorman, fizician și cercetător în cadrul Agenției științifice americane Oceanul Național și Administrare Atmosferică (NOAA).
Asta înseamnă că pe măsură ce forța electrică crește, aceasta descompune puterea de izolare a aerului, care ține, de regulă, zone de sarcină diferite, una de cealaltă. Cercetătorii consideră că, acest lucru se întâmplă deoarece acumularea forței electrice excesive începe să accelereze electronii liberi în aer, cei care nu sunt atașați de un atom sau de o moleculă, ,,care la rândul lor lovesc alți electroni pierduți de atomii și moleculele lor”, a explicat MacGorman. Acest lucru continuă, accelerând din ce în ce mai mulți electroni: „Oamenii de știință numesc acest proces o avalanșă de electroni, la asta ne referim atunci când spunem că aerul se descompune”, a declarat MacGorman pentru Live Science.
Acest lucru creează, în cele din urmă, un canal foarte fierbinte în aer, care acționează ca un fir, ale cărui capete cresc spre exterior, spre sarcinile pozitive și negative, care au provocat descărcarea. Canalul în creștere conectează, în cele din urmă, încărcările pozitive și negative, iar atunci când se întâmplă, declanșează curentul electric imens, pe care îl cunoaștem sub denumirea de fulger.
„Gândiți-vă la fulger ca la o scânteie uriașă care s-a format în nori”, a spus MacGorman.
Uneori, regiunea inferioară a unui nor, care conține, de obicei, sarcină pozitivă, nu dispune de încărcare energetică pozitivă suficientă, pentru a opri fluxul de energie. Deci, fulgerul continuă să crească, orientându-se în jos, spre pământ. Pe măsură ce face acest lucru, atrage o scânteie ascendentă, de la sol, pentru a-l întâmpina – declanșând un fulger de curenți electrici uriași, care transportă o parte din sarcina furtunii către sol. Aceste canale sunt ceea ce majoritatea dintre noi ne imaginăm, în mod obișnuit, atunci când ne gândim la fulgere.
Ce factori limitează dimensiunea acestor trăsnete masive?
Cercetătorii încearcă să răspundă la această întrebare de zeci de ani. Lungimea, pe verticală, este limitată de înălțimea unui nor de furtună sau de distanța de la sol la vârful său, aceasta fiind de aproximativ de 20 km. Dar, pe orizontală, lungimea poate lua orice valori.
În anul 1956, un meteorolog pe nume Myron Ligda a demonstrat acest lucru, atunci când a folosit radarul, pentru a detecta cel mai lung fulger înregistrat până în acel moment, acesta măsurând o lungime de 100 km.
Apoi, în anul 2007, MacGorman și colegii săi au înregistrat recordul, identificând un fulger, care a avut loc deasupra statului Oklahoma, acesta măsurând 321 km în lungime. Lumina emisă de acest fenomen a fost atât de puternică, încât a luminat pe o suprafață de 67.845 kilometri pătrați. Dar, acest record a fost depășit din nou. Un alt studiu recent, publicat în Jurnalul de Studii Geofizice (JGR), a descris un fulger care se întindea pe o lungime de 673 km.
Astfel de ,,megaflash-uri” sunt rare. Dar, acum, că avem tehnologia necesară pentru a le detecta, le găsim mai des. Cu puțin timp în urmă, cercetătorii detectau fulgerele cu sisteme controlate de pe pământ, utilizând antene și radar. Astăzi, experții încep să observe fulgerele dintr-un punct de vedere foarte diferit, prin intermediul sateliților.
Ambele momente înregistrare recent au fost măsurate folosind tehnologia numită Geostationary Lightning Mapper, un senzor prezent pe doi sateliți, care orbitează în jurul Pământului, oferind o imagine extinsă a sistemelor de furtună de mai jos.
,,Acest sistem detectează lumina emisă de pe vârful norilor, astfel încât vedem lumina rezultată a fulgerelor, realizându-se asfel, o hartă de extindere a acestuia, în toată emisfera”, a spus MacGorman.
În octombrie 2017, datele vizuale preluate de satelit, de înaltă rezoluție, combinate cu datele obținute cu ajutorul unui sistem de detectare de la sol, numit Lightning Mapping Array, au creat o imagine a fulgerului având o lungime foarte mare.
Cu toate acestea, nu cunoaștem foarte multe informații cu privire la cât de mare poate fi un fulger. Cercetătorii consideră că dimensiunea norului este un factor, deoarece, cu cât acesta este mai mare, cu atât există un potențial mai mare de apariție a fulgerelor în interiorul acestuia. De asemenea, sunt anumite „procese pe scară largă – fluxuri de vânt la scară largă, care permit ca acest fenomen să persiste mai mult timp”, adăugă MacGorman.
Ce se întâmplă, de fapt, în interiorul norilor?
„Aceste fulgere imense par a fi ca o secvență continuă de descărcări energetice”, a spus Christopher Emersic, un cercetător care studiază electrificarea furtunii în cadrul Universității din Manchester, Marea Britanie.
El consideră că, dacă un nor este supra-încărcat pe o suprafață mare, se pot propaga prin el o serie de descărcări energetice, precum o linie de domino în cădere. ,,Dacă domino-urile sunt configurate fără un decalaj prea mare, unul declanșează un altul, într-o serie mare de vârfuri. În caz contrar, eșuează și, în acest caz, veți obține doar un fulger spațial mai mic decât un megaflash”, susține Emersic, conform site-ului de știri științifice Live Science.
Cu cât norul ,,părinte” este mai mare, cu atât există mai multe oportunități pentru ca descărcarea să continue propagat. „De aceea, megaflash-urile ar putea, în principiu, să fie la fel de mari ca norul părinte”, a spus Emersic.
Asta înseamnă, de asemenea, că există probabilități mult mai mari, decât am experimentat până acum. ,,În viitor putem experimenta furtuni și mai mari decât cele de care am avut parte până în prezent”, a spus MacGorman.
Cu alte cuvinte, încă nu știm exact cât de mare ar putea fi cel mai mare fulger.
În ciuda imaginii apocaliptice pe care o creează, megaflash-urile nu sunt neapărat mai periculoase decât fulgerele obișnuite. „Un fulger intens, din punct de vedere spațial, nu înseamnă neapărat că are mai multă energie”, a explicat Emersic.
Acestea fiind spuse, având în vedere că norii din care provin sunt atât de mari, loviturile de fulger pot fi dificil de prevăzut.
„Astfel de evenimente pot duce, adesea, la impactul cu solul, aceasta fiind departe de activitatea principală a fulgerului”, a spus Emersic. ,,Cineva de pe pământ ar putea crede că furtuna a trecut, fiind surprins de astfel de descărcări energetice extinse”, continuă el.
Este, de asemenea, posibil ca, ,,într-o lume care se confruntă cu încălzirea globală, să existe un nivel ascendent în tipurile de furtuni care dau naștere la megaflash-uri”, a spus Emersic. „Indirect vorbind, acest lucru poate face condițiile mai probabile, crescând astfel frecvența lor”, continuă el.
Deocamdată, însă, megaflash-urile nu sunt atât de comune. MacGorman estimează că, în general, acestea reprezintă aproximativ 1% din intensitatea de lumină a fulgerului. Cu toate acestea, cercetătorii continuă să descopere fulgere mai mari decât cele experimentate până acum.
