Guľové blesky: Tisíckrát silnejšie než tie, na ktoré sme zvyknutí. Vyskytujú sa len niekde a dodnes sú temnou záhadou

Sú tisíckrát silnejšie a svetlejšie než priemerný blesk, a vedci konečne našli príčinu týchto dramatických výbojov elektriny.

Tisíckrát silnejšie než bežné blesky

Dlhé trhavé zvuky bleskov a návaly osvetľujúcej energie už dlho vyvolávali záhadné vedecké otázky. A hoci zostáva mnoho otázok ohľadom týchto silných výbojov nezodpovedaných, nedávno bola zodpovedaná obzvlášť dôležitá záhada - ako vznikajú najjasnejšie a najsilnejšie údery blesku na planéte.

Priemerný úder blesku vytvorí približne 1 000 až 5 000 megadžúlov energie - dosť na to, aby napájali 60-wattovú žiarovku viac ako šesť mesiacov. Pojem "guľový blesk" bol vytvorený v kľúčovej štúdii publikovanej v roku 1977 pre výboje, ktoré prebodli oblohu 1 000-krát viac svetla a energie ako obyčajné blesky.

Hoci tieto blesky tvoria len malý zlomok všetkých úderov blesku, ich extrémna povaha môže pomôcť vedcom preskúmať fungovanie elektrických búrok.
V novej štúdii vedci zistili, že energia blesku sa dramaticky zvyšuje, keď nabíjacia zóna oblaku, kde sa blesk generuje, je bližšie k povrchu Zeme.

"Keď sme videli túto koreláciu, naše oči boli široko otvorené. Mysleli sme si, že toto je obrovské," hovorí Avichay Efraim, fyzik na Hebrejskej univerzite v Jeruzaleme a hlavný autor štúdie."Radosť z objavovania niečoho takéhoto je sen každého vedca."

Vo vnútri búrkových oblakov, ktoré prechádzajú širokým rozpätím teplôt a môžu dosiahnuť až 11 míľ na výšku, silné vzostupy a klesania spôsobujú, že sa ľad a voda zrážajú navzájom, pričom niektoré častice sú pozitívne nabité a iné negatívne nabité. To vytvára elektrické pole vo vnútri oblaku, známe ako nabíjacia zóna.

"Aby mohol vzniknúť blesk, musíme mať ľad," hovorí Efraim. "A ľad sa vytvára iba pod nulou Celzia, v nultom izoterme - na spodnej hranici nabíjacej zóny. Niekde v tejto zóne blesk zapáli. Keď je vzdialenosť medzi touto zónou a oceánmi alebo plošinami kratšia, dostávame oveľa väčšiu energiu."

"Guľové blesky" si vyberú len určité miesta 

Výskum Avichaya Efraima vyplynul z štúdie z roku 2019, ktorá ukázala, že "guľové blesky" majú tendenciu koncentrovať sa v určitých častiach sveta: Stredozemné more, severovýchodný Atlantický oceán a jednu z najvyšších plošín na Zemi, Altiplano v Bolívii a Perú.

"Začali sme premýšľať,prečo sú to zrovna tieto tri oblasti," pokračoval Efraim."Prečo nie inde?"
V hľadaní odpovedí vedci zhromaždili a analyzovali dáta z sady detektorov bleskov rádiových vĺn, ktoré určili presný čas, miesto a energiu vybraných úderov blesku, ktoré sa udiali medzi rokmi 2010 a 2018.

Tím potom použil tieto údaje na určenie podmienok, ktoré obklopovali búrky, ako sú nadmorská výška zemského povrchu, nadmorská výška nabíjacej zóny, teploty v oblakoch, ich základna a vrchná časť a koncentrácie aerosólov.

Veľmi zriedkavé a ťažko sledovateľné

Efraim už predtým videl, že aerosoly oživovali údery blesku, a najprv si myslel, že by mohli hrať úlohu pri výskyte "guľových bleskov". Hoci zistil, že aerosoly ovplyvňovali frekvenciu úderov blesku, nehrali významnú úlohu pri sile úderu. Skôr to bola vzdialenosť medzi nabíjacou zónou oblaku a povrchom planéty, ktorá ovplyvnila energiu úderu blesku.

"Akýkoľvek pokrok v oblasti guľových bleskov je fascinujúci; sú veľmi zriedkavé a ťažko sledovateľné," hovorí Michael Peterson, atmosférický vedec z Los Alamos National Laboratory, ktorý sa nepodieľal na novej štúdii.

Peterson poznamenáva, že hoci existuje dobrý dôvod domnievať sa, že menšia vzdialenosť medzi nabíjacou zónou búrkového oblaku a zemou produkuje silnejší blesk, najmä v Andách, mechanizmy na vysvetlenie tohto javu sú založené na modeloch. Bez informácií z meteorologického radaru alebo iných optických meraní je podľa neho ťažké pochopiť malorozmerné procesy vo vnútri búrkových búrok.

"Je to ťažký problém na vyriešenie, pretože tieto guľové blesky sa vyskytujú tak zriedka, možno niekoľkokrát do roka. Pri oceánskych búrkach by som mohol vidieť túto koreláciu alebo spôsobení, " hovorí Peterson. "Nemáme tak veľa základných údajov o tom, ako vznikajú, a dúfam, že táto štúdia poskytuje jeden kúsok toho hádanky."

Guľové blesky a vplyv na spoločnosť?

Efraim poznamenáva, že pochopenie príčiny guľových bleskov je dôležité pre určenie toho, ako by mohli ovplyvniť spoločnosť.

"Okamžitým dopadom je riziko guľových bleskov na infraštruktúru, veterné turbíny, lode, lietadlá - veci, ktoré používame," hovorí. "Tieto veci môžu do určitej miery absorbovať priemerný blesk, ale guľové blesky by mohli spôsobiť roztavenie alebo vážne poškodenie."

Výskum zložitých účinkov globálneho otepľovania na aktivitu guľových bleskov zostáva, podľa Efraima, neobjaveným teritóriom, ale bude pravdepodobne predmetom budúceho záujmu. Upozorňuje, že vyššie hladiny vlhkosti v atmosfére, ktoré by mohli nastať s otepľovaním planéty, môžu spôsobiť, že nabíjacia zóna sa vytvorí vo väčšej nadmorskej výške, čo by znížilo frekvenciu guľových bleskov.

Naopak, klimatické zmeny spôsobené vetrami a prúdmi vzduchu by mohli priniesť prúd studeného vzduchu k rovníku, kde by sa stretol s teplým a vlhkým vzduchom a znížil by sa nabíjací priestor, čo by vytvorilo viac guľových bleskov.

"Je to veľmi komplikované, pretože zatiaľ nemôžeme s istotou povedať, čo by ovplyvnilo čo, ale je to iste niečo, čo môže byť modelované," pokračuje Efraim. "Myslím si, že to je dopad nášho výskumu - našli sme veľký kúsok hádanky, a tieto informácie môžu byť teraz implementované a zaradené do globálnych modelov."

Preklad textu nationalgeographic.com