Die Bilder offenbaren Details, die mit bloßem Auge kaum erkennbar wären. Der brasilianische Wissenschaftler Marcelo Saba und sein Team vom brasilianischen Weltraumforschungsinstitut INPE konnten einen Blitzeinschlag in extrem guter Auflösung filmen. Zu sehen sind: 31 Blitze, die aus Blitzableitern von Gebäuden hinauf Richtung Himmel schießen. Anschließend durchbricht ein Blitz mit mehr als 300 Kilometern pro Sekunde von oben das Bild. Saba und sein Team filmten das Gewitter an einem Sommerabend im Jahr 2021 in der brasilianischen Stadt São José dos Campos, nordöstlich von Sao Paulo.
Wie entstehen solche Blitze? Blitze, die von der Erde Richtung Himmel schießen, passieren weniger als eine Millisekunde, bevor ein Blitz von oben herabschießt. Auf dem Video sind bürstenartige Muster um die Blitze erkennbar, die aus den Ableitern kommen. Diese Verästelungen werden in der Wissenschaft Korona genannt. Die sogenannten Fangladungen, die aus den Ableitern schlagen, sind positiv geladen und werden durch die negative Ladung des Blitzes, der von oben kommt, hervorgerufen.
Wie entstehen diese Blitze?
Meteorologe Andreas Friedrich vom Deutschen Wetterdienst erklärt: „Wenn sich die negativ gepolte Entladung von oben mit der positiven von unten trifft, entsteht ein Kurzschluss.“ Dann fließen für ganz kurze Zeit ungefähr 500.000 Ampère. Die Luft wird innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde auf ungefähr 30.000 Grad Celsius erhitzt. Die allermeisten Blitze, die vom Himmel Richtung Erde gehen, sind negative Ladungen. Nur in ungefähr 10 Prozent der Fälle kommen positive Ladungen von oben. In diesen Fällen ist auch die Fangladung, die nach oben schießt, negativ. Fangladungen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitz in einen Blitzableiter einschlägt, wo sich der Strom dann in den Boden entlädt.
Dass Blitzableiter grundsätzlich funktionieren, ist schon seit dem 18. Jahrhundert bekannt. In den 1740er-Jahren erfand der amerikanische Wissenschaftler Benjamin Franklin die Schutzanlagen. Angeblich ließ er in einem Experiment einen Drachen bei Gewitter an einer Metallschnur aufsteigen. Nachdem ein Blitz in das Fluggerät eingeschlagen war, beförderte die Metallschnur den Strom in die Erde. Bis zu Franklins Erkenntnissen war strittig, ob Blitze überhaupt elektrisch sind. In den folgenden Jahren ließen sich vor allem reiche Menschen Blitzableiter an ihren Gebäuden installieren. Heute gehören die Schutzvorrichtungen zur Standardausstattung von Gebäuden. Doch obwohl sich die Ableiter seit Franklins Lebzeiten technisch viel weiter entwickelt haben, bieten sie nicht immer Schutz vor den Gefahren aus dem Himmel. Auch im nun gefilmten Fall konnten die Ableiter das Gebäude nicht vor einem Einschlag bewahren.
Nur wenigen Menschen gelang es bisher, Space Stems zu filmen
Auf dem Video von Saba und seinen Kollegen ist zu sehen, wie der herabschießende Blitz einen Schornstein trifft. Um ihn herum sind ungefähr drei Meter lange Verästelungen erkennbar. Rund vier Meter vom Hauptkanal des Blitzes entfernt bilden sich leuchtende Plasma-Formationen, die Space Stems genannt werden. Als Plasma werden in der Physik Gemische aus Ionen, freien Elektronen und neutralen Atomen beziehungsweise Molekülen bezeichnet. Bisher ist es nur wenigen Menschen gelungen, Space Stems zu filmen.
Die Blitze auf dem Video sind nicht besonders, doch die Bilder schon. „Solche Aufnahmen von einem Blitz in Zeitlupe sind sehr ungewöhnlich“, erklärt Meteorologe Friedrich. Saba und sein Team konnten das Spektakel nur so detailliert aufnehmen, weil sie Hochgeschwindigkeitskameras mit 40.000 Bildaufnahmen pro Sekunde nutzten. Zum Vergleich: Die Kamera des iPhone 16 nimmt standardmäßig 30 Bilder pro Sekunde auf. Außerdem hatten die Kameras der Forschenden eine sehr hohe Auflösung. Mit einer gewöhnlichen Handykamera wären die Blitze nur verschwommen sichtbar. Details wie die Korona-Verästelungen blieben verborgen.