Για να μετρήσετε τη δύναμη του κεραυνού, πάρτε ένα φτυάρι
Ήταν μια βροχερή, αρχή του καλοκαιριού στο Χάμπτονς, λίγα χρόνια πριν από τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο. Ο Robert W. Wood, ένας φυσικός (και αργότερα συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας) που ασχολήθηκε με την έρευνα οπτικών στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, ήταν έξω στο γρασίδι του περνώντας χρόνο με την οικογένειά του όταν είχε μια στενή συνάντηση με έναν κεραυνό. Το έδαφος φούντωσε, δημιουργώντας μια καπνιστή στήλη ύψους περίπου επτά μέτρων. Αντί να τον απωθήσει η κατάσταση, το περιέγραψε αργότερα σε μια επιστολή προς τη Nature ως «τυχερό ατύχημα»—είχε «βρήξει έναν τρόπο να επεκτείνουμε τις γνώσεις μας για αυτά τα περίεργα αυτόγραφα των κεραυνών».
Τα εν λόγω αυτόγραφα ήταν φουλγκουρίτες (fulgur είναι μια παλιά λατινική λέξη για την αστραπή). Αν και κάποια στιγμή θεωρήθηκε ότι ήταν σκληρυμένο όπλο που απελευθερώνεται από τις ρίζες των φυτών, τώρα γνωρίζουμε ότι αυτά τα χονδρικά κυλινδρικά κομμάτια γυαλιού σχηματίζονται όταν οι κεραυνοί ταξιδεύουν από ένα σύννεφο στην επιφάνεια της Γης και διεισδύουν στο έδαφος. Πριν από τη διάχυση, το υπόγειο ηλεκτρικό ρεύμα θερμαίνει γρήγορα την άμμο, τον άργιλο και τους βράχους μέσα από τους οποίους ρέει, προκαλώντας τήξη και ακόμη και βρασμό τους. Οι φουλγουρίτες που προκύπτουν είναι συνήθως κοίλοι, λόγω της εξάτμισης ενός πυρήνα εδάφους κατά μήκος της υπόγειας διαδρομής του ρεύματος. Το εξωτερικό τους έχει συχνά μια τραχιά εμφάνιση που προκαλείται από την ατελή σύντηξη των σωματιδίων του εδάφους. το εσωτερικό, ωστόσο, όπου οι υψηλότερες θερμοκρασίες προκαλούν περισσότερη τήξη, είναι συνήθως ομαλό. (Υπάρχουν παρεκκλίνοντες, φυσικά. Ενδεικτική περίπτωση, από το Etsy:«Αυτός ο σπάνιος Φουλγκουρίτης Κεραυνός έχει 3 τρύπες που περνούν σε όλη τη διαδρομή που μοιάζουν εντελώς με μάτια και ένα στόμα όπου το φως διαπερνά και φημολογείται ότι μοιάζει με το πρόσωπο του Ιησού. Έχει και γένια.»)
Περπατώντας προς το σημείο όπου ο κεραυνός χτύπησε το γκαζόν του, ο Γουντ βρήκε δύο μικρές τρύπες. Γέμισε το μεγαλύτερο από τα δύο με λιωμένη κόλληση, ανασκάπτοντας αργότερα ένα χυτό φουλγκουρίτη μήκους σχεδόν 4 ποδιών καλυμμένο με μπαλώματα λιωμένων κόκκων άμμου. Ο Wood πίστευε ότι η χύτευση φουλγκουριτών από τρύπες παρείχε ένα χρήσιμο μέσο για τη μελέτη τόσο των φουλγκουριτών όσο και των κεραυνών που τους δημιούργησαν. Αλλά αποδεικνύεται ότι υπάρχει μια ακόμη πιο απλή μέθοδος διαθέσιμη, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τον περασμένο μήνα στο Scientific Reports .
Οι συγγραφείς της μελέτης, ο Matthew A. Pasek, γεωεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα, και ο Marc Hurst, γεωλόγος στην Independent Geological Services, συγκέντρωσαν φουλγουρίτες που είχαν σχηματιστεί προηγουμένως σε εκτεθειμένες περιοχές χαλαζιακής άμμου που εξορύσσονταν κατά μήκος της Lake Wales Ridge, στην κομητεία Polk , Φλόριντα. Αυτές οι άμμοι έχουν εκτεθεί από καιρό σε καταιγίδες κεραυνών, εξασφαλίζοντας υψηλή πυκνότητα φουλγουρίτων ώριμους για το μάζεμα. Έχοντας κατασκευαστεί εξ ολοκλήρου από άμμο πλούσια σε πυρίτιο, αναπτύχθηκαν πολύ καλύτερα από τα κομμάτια των κόκκων τηγμένης άμμου που ανακτήθηκε από το έδαφος κάτω από το γκαζόν του.
Οι ερευνητές ενδιαφέρθηκαν για το πώς οι κοίλοι σωλήνες από γυαλί αποθηκεύουν πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά του κεραυνού. Συγκεκριμένα, εξέτασαν το σχήμα των φουλγκουριτών για να μάθουν περισσότερα για την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει ένας κεραυνός στο έδαφος μετά το ταξίδι του από τα σύννεφα. Αφού συνέλεξε 266 φουλγκουρίτες —συνολικού μήκους 14,66 μέτρων— ο Pasek μέτρησε την εσωτερική διάμετρο του καθενός για να υπολογίσει περίπου πόση ενέργεια ανά μονάδα μήκους είχε περάσει από αυτόν (οι κεραυνοί που περνούν από ένα μέτρο χαλαζιακής άμμου έχουν μέση ενέργεια περίπου 1 megajoule, ή περίπου η ποσότητα ενέργειας που περιέχεται σε μια βενζίνη αξίας shot-glass).
Η προσέγγισή τους προσθέτει ένα νέο εργαλείο στο κιτ για επιστήμονες που θέλουν να μελετήσουν τον κεραυνό. Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν είτε την πρόκληση χτυπημάτων μέσω λέιζερ ή καλωδίων που μεταφέρονται στα σύννεφα με ρουκέτες, είτε ψηλές κατασκευές, όπως ο Πύργος CN στο Τορόντο του Καναδά, ως αλεξικέραυνα. Η ανάλυση φουλγουρίτη, ωστόσο, είναι αξιοσημείωτη για την αμεσότητά της:Εκμεταλλευόμενος ένα σταθερό προϊόν κεραυνού, μπορεί να καθορίσει την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται μέσω ενός στερεού υλικού από ένα χτύπημα, και επομένως τη ζημιά που μπορεί να προκαλέσει. Επιπλέον, οι φουλγουρίτες μπορούν να συμβάλουν στην κατανόηση των προηγούμενων περιβαλλοντικών συνθηκών. Για παράδειγμα, η ανάλυση των αερίων παγιδευμένων σε φυσαλίδες μέσα σε έναν αρχαίο φουλγουρίτη από τη λιβυκή έρημο έδειξε ότι η περιοχή είχε ένα ημίξηρο κλίμα (ήταν σπίτι σε γρασίδι και θάμνους) πριν από περίπου 15.000 χρόνια, σε συμφωνία με άλλες αποδείξεις, όπως η γύρη και φυτικά μακροαλιθώματα.
Οι Fulgurites έχουν φτάσει ακόμη και στις αγιασμένες σελίδες του YouTube. Τα περισσότερα βίντεο δείχνουν φουλγουρίτες να φτιάχνονται από άμμο με τη βοήθεια τροφοδοτικού υψηλής τάσης—αλλά ένας χρήστης, ο Bill Gilmour, ανακάλυψε κάτι που κάθε οικιακός κατασκευαστής φουλγκουρίτη θα θέλει να γνωρίζει:Τα απορρίμματα γατούλα είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την εργασία.
Ο Chris Drudge είναι επιστημονικός συγγραφέας από τον Καναδά. Ακολουθήστε τον στο Twitter @RosinCerate.
Η κύρια φωτογραφία είναι ευγενική προσφορά του Kevin Madden μέσω του Flickr.
