Στις 22 Οκτωβρίου 2017, σύννεφα σύννεφα συγκεντρώνοντας πάνω από τις κεντρικές Ηνωμένες Πολιτείες απελευθέρωσαν ένα φλας αστραπής τόσο τεράστιο που φωτίζει τους ουρανούς πάνω από το Τέξας, την Οκλαχόμα και το Κάνσας. Οριζόντια, που εκτείνεται σε περισσότερα από 310 μίλια (500 χιλιόμετρα) σε αυτά τα τρία κράτη, η αναταραχή ήταν τόσο πρωτοφανής που μια ομάδα ερευνητών έγραψε μια μελέτη γι 'αυτό, χαρακτηρίζοντάς την ως "megaflash": Ήταν μια από τις μεγαλύτερες λάμψεις που καταγράφηκαν ποτέ.
Συνήθως, οι τακτικές αστραπές κυμαίνονται μεταξύ μόλις 0,6 μιλίων και 20 μιλίων (1 και 20 χλμ.). Όμως, καθώς αποκαλύπτονται όλο και πιο εξελιγμένες τεχνικές χαρτογράφησης, κάποιες αληθινά κολοσσιαίες βίδες σκίζουν πάνω από τα κεφάλια μας. Αυτές οι πρόσφατες ανακαλύψεις εγείρουν μια ενδιαφέρουσα ερώτηση: Πόσο μεγάλο μπορεί να πάρει ο αστραπής; Και πρέπει να ανησυχούμε για αυτές τις βαριές ατμοσφαιρικές;
Η αστραπή δημιουργείται στα σύννεφα καταιγίδων όταν αναπτύσσεται ισχυρό θετικό φορτίο σε μια περιοχή του σύννεφου και το ισχυρό αρνητικό φορτίο αναπτύσσεται σε ένα άλλο, δημιουργώντας ηλεκτρικές δυνάμεις μεταξύ τους. "Ένα αστραπές ξεκινά σε μια περιοχή όπου οι ηλεκτρικές δυνάμεις είναι εξαιρετικά ισχυρές, γίνονται αρκετά ισχυρές ώστε ο αέρας να μην μπορεί να αντέξει πλέον την ηλεκτρική δύναμη και να σπάσει", δήλωσε ο Don MacGorman, φυσικός και ανώτερος ερευνητής στον Εθνικό Ωκεανό και της Ατμοσφαιρικής Διοίκησης (NOAA), και συγγραφέας της εφημερίδας για το 2017 megaflash.
Αυτό σημαίνει ότι καθώς αυξάνεται η ηλεκτρική δύναμη, διασπάται η μονωτική ισχύς του αέρα, η οποία συνήθως διατηρεί ξεχωριστές περιοχές μεταξύ τους. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό συμβαίνει επειδή η συσσώρευση της υπερβολικής ηλεκτρικής δύναμης αρχίζει να επιταχύνει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στον αέρα - εκείνα που δεν συνδέονται με ένα άτομο ή ένα μόριο - τα οποία με τη σειρά τους χτυπούν άλλα ηλεκτρόνια χαλαρά από τα άτομα και τα μόρια τους, εξηγεί ο MacGorman. Αυτό συνεχίζεται, επιταχύνοντας όλο και περισσότερα ηλεκτρόνια: "Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτή τη διαδικασία μια ηλεκτρονιακή χιονοστιβάδα και αυτό εννοούμε όταν λέμε ότι ο αέρας σπάει", δήλωσε ο MacGorman στην Live Science.
Αυτό τελικά δημιουργεί ένα πολύ ζεστό κανάλι στον αέρα που λειτουργεί σαν ένα καλώδιο, τα άκρα του οποίου αναπτύσσονται προς τα έξω προς τα θετικά και τα αρνητικά φορτία που προκάλεσαν την διάσπαση. Ο αυξανόμενος δίαυλος συνδέει τελικά τις θετικές και αρνητικές χρεώσεις, και όταν συμβαίνει, ενεργοποιεί το τεράστιο ηλεκτρικό ρεύμα που γνωρίζουμε ως φλας.
"Σκεφτείτε το ως μια γιγαντιαία σπίθα που έχει αναπτυχθεί μέσα από το σύννεφο", δήλωσε ο MacGorman.
Μερικές φορές, η κάτω περιοχή ενός σύννεφου, που συνήθως περιέχει θετική φόρτιση, δεν έχει αρκετό φορτίο από μόνο του για να σταματήσει το κανάλι. Συνεπώς, ο βολβός συνεχίζει να αναπτύσσεται, απλώνεται προς τα κάτω προς το έδαφος. Καθώς το κάνει αυτό, αντλεί ένα σπινθήρα προς τα πάνω από το έδαφος για να το συναντήσει - πυροδοτώντας ένα φλας με τεράστια ηλεκτρικά ρεύματα που μεταφέρουν μέρος του φορτίου της καταιγίδας στο έδαφος. Αυτά τα κανάλια cloud-to-ground είναι αυτά που οι περισσότεροι από εμάς συνήθως βλέπουμε όταν σκεφτόμαστε αστραπές. αυτά τα ζωντανά πιρούνια που χτυπούν τη Γη.
Αλλά ποιοι παράγοντες περιορίζουν το μέγεθος αυτών των μαζικών βιδών;
Οι ερευνητές προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να απαντήσουν σε αυτή την ερώτηση. Κατακόρυφα, η έκταση ενός φλας περιορίζεται από το ύψος ενός σύννεφου καταιγίδας ή από την απόσταση από το έδαφος μέχρι το καρφί του - το οποίο είναι περίπου 12 μίλια (20χλμ.) Στο υψηλότερο σημείο του. Αλλά οριζόντια, ένα εκτεταμένο σύστημα σύννεφο παρέχει πολύ περισσότερο χώρο για να παίξει με.
Το 1956, ένας μετεωρολόγος που ονομάστηκε Myron Ligda το έδειξε αυτό όταν χρησιμοποίησε ραντάρ για να ανιχνεύσει το μακρύτερο φλας που κάποιος είχε καταγράψει ποτέ σε εκείνο το σημείο: ένα μπουλόνι που είχε μήκος 100 μίλια.
Στη συνέχεια, το 2007, οι ερευνητές έσπασαν το ρεκόρ εντοπίζοντας ένα φλας πάνω από την πολιτεία της Οκλαχόμα που μετράει μίλια (321 χλμ.). Η πρόσφατη μελέτη του MacGorman και των συναδέλφων του χτύπησε τον αριθμό από το πάρκο. Το φως που εκπέμπεται από αυτό το φλας ήταν τόσο έντονο που φωτίζει μια έκταση 26.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων (67.845 τετραγωνικά χιλιόμετρα), υπολόγισαν οι ερευνητές. Αλλά ακόμα και αυτό το φλας έχει ξεπεραστεί τώρα: Μια άλλη πρόσφατη μελέτη στο περιοδικό JGR Atmospheres περιέγραψε φλας έκτασης 418 μίλια (673 χλμ.).
Τέτοιες μεγαφρές είναι σπάνιες. Αλλά τώρα που έχουμε την τεχνολογία για να τις ανιχνεύσουμε, τους βρίσκουμε πιο συχνά. Αντί να βασίζονται μόνο σε επίγεια συστήματα που χρησιμοποιούν κεραίες και ραντάρ για τον εντοπισμό κεραυνού, οι ειδικοί έχουν αρχίσει να το παρατηρούν από ένα πολύ διαφορετικό πλεονέκτημα: τους δορυφόρους. Και οι δύο τελευταίες ρεκόρ μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας τεχνολογία που ονομάζεται Geostationary Lightning Mapper, ένας αισθητήρας που υπάρχει σε δύο δορυφόρους που περιστρέφονται γύρω από τη Γη, η οποία παρέχει μια εκτεταμένη εικόνα των συστημάτων καταιγίδων παρακάτω.
"Αυτό το σύστημα ανταποκρίνεται στο φως που εκπέμπεται από την κορυφή του σύννεφου, έτσι βλέπουμε το φως από τις λάμψεις και μπορούμε να το χαρτογραφήσουμε, σχεδόν σε όλο αυτό το ημισφαίριο", δήλωσε ο MacGorman.
Σε συνδυασμό με δεδομένα που προέρχονται από ένα επίγειο σύστημα που ονομάζεται Array Mapping Array, αυτά τα οπτικά δορυφορικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης ζωγράφιζαν μια εικόνα της τεράστιας έκτασης του αστραπιαίου φλας τον Οκτώβριο του 2017.
Ωστόσο, βρισκόμαστε ακόμα στο σκοτάδι για το πώς αυτές οι τεράστιες ηλεκτρικές φωτιές μεγαλώνουν τόσο πολύ. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το μέγεθος του νέφους είναι ένας παράγοντας, διότι όσο μεγαλύτερο είναι το σύστημα σύννεφο, τόσο πιο πιθανό είναι να υπάρξουν αστραπές στο εσωτερικό του. Απαιτείται επίσης, προσθέτει ο MacGorman, ορισμένες μεσοδιαμορφωτικές διαδικασίες - ροές άνεμου μεγάλης κλίμακας που επιτρέπουν στο σύστημα αυτό να συνδεθεί για να παραμείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Έτσι, με τη σκηνή που θέτουν αυτά τα σύννεφα τέρας, τι συμβαίνει στην πραγματικότητα μέσα τους; "Αυτά τα megaflashes φαίνονται να είναι σαν μια συνεχής ακολουθία απορρίψεων σε πολύ στενή διαδοχή", δήλωσε ο Christopher Emersic, ερευνητής που μελετά την ηλεκτροδότηση καταιγίδας στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, στο U.K.
Υποθέτει ότι εάν ένα σύστημα σύννεφων είναι φορτισμένο σε μεγάλη έκταση σε μια μεγάλη περιοχή, μια σειρά απορρίψεων μπορεί να διαδοθεί μέσω αυτού σαν μια γραμμή πτώσης ντόμινο. "Εάν τα ντόμινο είναι όλα εγκατεστημένα χωρίς πολύ μεγάλο κενό, το ένα ενεργοποιεί ένα άλλο σε μια μεγάλη σειρά από ανατροπές, αλλιώς« αποτυγχάνει »και, στην περίπτωση αυτή, θα πάρετε μόνο ένα μικρότερο φαινόμενο χωρικών κεραυνού μάλλον παρά ένα megaflash" Ο Εμισέρ είπε στη Live Science.
Όσο μεγαλύτερο είναι το γονικό σύννεφο, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να συνεχιστεί η εκφόρτιση. "Ως εκ τούτου, οι μεγαφρεές θα μπορούσαν, κατ 'αρχήν, να είναι τόσο μεγάλες όσο το γονικό σύννεφο, σε περίπτωση που η δομή του φορτίου είναι ευνοϊκή", δήλωσε ο Emersic.
Αυτό σημαίνει επίσης ότι υπάρχουν πολύ μεγαλύτερες αναβοσβήνει εκεί έξω από ό, τι έχουμε ήδη δει. "Οι καταιγίδες μπορούν να πάρουν μεγαλύτερες από", δήλωσε ο MacGorman.
Με άλλα λόγια, ακόμα δεν γνωρίζουμε πόσο μεγάλο είναι το μεγαλύτερο αστραπή.
Παρά την αποκαλυπτική εικόνα που ζωγραφίζουν, οι μεγαφλάδες δεν είναι απαραιτήτως πιο επικίνδυνες από τις κανονικές κεραυνοβόλες: "Ένα φως στο χώρο δεν σημαίνει απαραίτητα ότι μεταφέρει περισσότερη ενέργεια", εξηγεί ο Emersic.
Τούτου λεχθέντος, επειδή τα συστήματα σύννεφων από τα οποία προέρχονται είναι τόσο μεγάλα, οι απεργίες megaflash μπορεί να είναι δύσκολο να προβλεφθούν.
"Τέτοια γεγονότα μπορούν συχνά να οδηγήσουν σε απεργίες εδάφους μακριά από την κύρια δραστηριότητα αστραπής στον μεταφορέα πυρήνα", δήλωσε ο Emersic. "Κάποιος στο έδαφος θα μπορούσε να σκεφτεί ότι η καταιγίδα έχει περάσει, αλλά να αιχμαλωτίζεται από μια από αυτές τις εκτάσεις που εκτείνονται στο χώρο φαινομενικά από το πουθενά".
Είναι επίσης πιθανό ότι σε έναν κόσμο που θερμαίνει, μπορεί να υπάρξει μια ανοδική τάση στους τύπους καταιγίδων που προκαλούν μεγάλες διαστάσεις, είπε ο Emersic. "Και τόσο έμμεσα, αυτό μπορεί να καταστήσει τις συνθήκες πιο πιθανές, αυξάνοντας έτσι τη συχνότητα τους".
Προς το παρόν, όμως, οι μεγαφρεές δεν είναι τόσο συνηθισμένες: η MacGorman εκτιμά ότι αποτελούν μόνο το 1% των κεραυνών συνολικά. Ωστόσο, οι ερευνητές σαν αυτόν θα συνεχίσουν το κυνήγι - και αναμφίβολα θα ανακαλύψουν - ακόμα μεγαλύτερους μεγαλοπρεπούς για να το θαυμάσουμε.
