Χάρη σε κάμερα υψηλής ταχύτητας που καταγράφει 40.000 καρέ το δευτερόλεπτο, ερευνητές στη Βραζιλία μπόρεσαν να απαθανατίσουν πώς ένας μεμονωμένος κεραυνός μπορεί να ενεργοποιήσει τα αλεξικέραυνα μιας ολόκληρης γειτονιάς.
Μια από τις εικόνες που απομονώθηκαν από το βίντεο παρουσιάστηκε μάλιστα στο εξώφυλλο της επιθεώρησης Geophysical Research Letters, στην οποία δημοσιεύτηκε η μελέτη.
Δύο ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Διαστημικής Έρευνας της Βραζιλίας βρέθηκαν στο σωστό μέρος τη σωστή στιγμή για να καταγράψουν το φαινόμενο στην πολιτεία του Σάο Πάολο.
«Οι εικόνες καταγράφηκαν ένα απόγευμα του καλοκαιριού στο Σάο Χοσέ ντος Κάμπος, την ώρα που μια αρνητικά φορτισμένη αστραπή πλησίαζε το έδαφος με ταχύτητα 370 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο» δήλωσε ο Μαρσέλο Σάμπα, επικεφαλής της μελέτης, σε δελτίο Τύπου του Ερευνητικού Ιδρύματος του Σάο Πάολο.
«Όταν η αστραπή βρισκόταν μερικές δεκάδες μέτρα από το επίπεδο του εδάφους, αλεξικέραυνα και άλλα ψηλά αντικείμενα στις ταράτσες κοντινών κτηρίων παρήγαγαν θετικά φορτισμένες ανοδικές εκκενώσεις, οι οποίες ανταγωνίζονταν για να φτάσουν πρώτες το καθοδικό χτύπημα».
Η θεαματική τελική εικόνα του βίντεο που έγινε εξώφυλλο τραβήχτηκε 25 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου πριν ο κεραυνός χτυπήσει την κορυφή ενός κτηρίου, είπε ο ερευνητής.
Συνολικά 31 αλεξικέραυνα και άλλα ψηλά αντικείμενα παρήγαγαν τέτοιες εκκενώσεις, έδειξε η προσεκτική εξέταση του βίντεο.
Περιέργως, ο κεραυνός δεν χτύπησε κάποιο από τα αλεξικέραυνα αλλά μια καμινάδα σε ταράτσα. «Ένα λάθος στην εγκατάσταση [του αλεξικέραυνου] άφησε την περιοχή απροστάτευτη» εξήγησε ο Σάμπα.
Η ηλεκτρική εκκένωση των 30.000 ampere «προκάλεσε τεράστιες βλάβες» στην καμινάδα, πρόσθεσε.
Περί κεραυνών
Σύμφωνα με τους ερευνητές, περίπου το 20% των κεραυνών αντιστοιχεί σε ηλεκτρικές εκκενώσεις που συνδέουν τα σύννεφα με το έδαφος, ενώ το υπόλοιπο 80% είναι κεραυνοί που ξεσπούν μέσα σε σύννεφα.
Σε σπάνιες περιπτώσεις, η αστραπή δεν ξεκινά από τα σύννεφα αλλά από την κορυφή ψηλών αντικειμένων όπως βουνά, ουρανοξύστες και κεραίες.
Οι κεραυνοί μπορεί επίσης να είναι θετικοί ή αρνητικοί ανάλογα με το φορτίο που μεταφέρεται στο έδαφος.
Όπως επισήμανε ο Σάμπα, «οι αστραπές μπορεί να έχουν μήκος μέχρι 100 χιλιόμετρα και μεταφέρουν ρεύματα έντασης έως 30.000 amp, νούμερο που ισοδυναμεί με το ρεύμα που καταναλώνουν 30.000 λαμπτήρες των 100 watt».
«Η θερμοκρασία ενός τυπικού κεραυνού είναι 30.000 βαθμοί Κελσίου, πέντε φορές υψηλότερη από τη θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου».
Πώς σχηματίζονται
Ο μηχανισμός γέννησης των κεραυνών δεν είναι πλήρως κατανοητός, αφορά όμως τα στατικά ηλεκτρικά φορτία που σχηματίζονται λόγω της τριβής ανάμεσα στα σταγονίδια νερού ή πάγου στα σύννεφα. Η ηλεκτρική τάση που προκύπτει ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές του σύννεφου κυμαίνεται από τα 100 εκατομμύρια μέχρι το 1 δισεκατομμύριο volt.
«Πρέπει να έχετε υπόψη ότι τα σύννεφα μιας καταιγίδας είναι γιγάντιες δομές. Η βάση τους απέχει 2-3 χιλιόμετρα από το έδαφος, όμως η κορυφή μπορεί να φτάσει τα 20 χιλιόμετρα σε ύψος και η διάμετρος μπορεί να είναι 10 με 20 χιλιόμετρα» επισήμανε ο Σάμπα.
Η αστραπή συνήθως διακλαδίζεται καθώς κατεβαίνει προς το έδαφος αναζητώντας το δρόμο της ελάχιστης αντίστασης, αντί για τη συντομότερη διαδρομή που θα ήταν ευθεία. Η διαδρομή ελάχιστης αντίστασης καθορίζεται από τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας, η οποία δεν είναι ομοιογενλής.
«Κάθε κεραυνός αποτελείται από αρκετές ηλεκτρικές εκκενώσεις και μπορεί να διαρκέσει έως 2 δευτερόλεπτα. Κάθε εκκένωση πάντως διαρκεί μόνο ένα κλάσμα του millisecond» είπε ο Σάμπα.
Επισήμανε δε ότι τα αλεξικέραυνα ούτε απωθούν ούτε προσελκύουν τους κεραυνούς – απλά προσφέρουν μια εύκολη διέξοδο προς το έδαφος.
Επειδή όμως δεν υπάρχουν παντού αλεξικέραυνα να μας προστατεύουν, καλό είναι να έχουμε υπόψη τις συστάσεις του ερευνητή:
«Οι καταιγίδες είναι πιο συχνές το απόγευμα παρά το πρωί, οπότε προσέξτε τις δραστηριότητες σε εξωτερικούς χώρους τα απογεύματα του καλοκαιριού. Αναζητήστε καταφύγιο αν ακούσετε βροντή, ποτέ όμως κάτω από δέντρα, στύλους ή ετοιμόρροπες στέγες».
«Αν δεν μπορείτε να βρείτε ασφαλές καταφύγιο, μείνετε στο αυτοκίνητο και περιμένετε να περάσει η καταιγίδα. Αν δεν υπάρχει διαθέσιμο αυτοκίνητο, γονατίστε με τα πέλματα ενωμένα. Μην μένετε όρθιοι και μην ξαπλώνετε στο έδαφος».