Een internationaal team van wetenschappers heeft onlangs in het Journal of Geophysical Research aangekondigd dat ze het bliksemgeboortemechanisme hebben ontdekt. Dit is een belangrijke doorbraak, aangezien wetenschappers al meer dan 270 jaar probeerden te begrijpen wat er precies gebeurt vlak voor een bliksemschicht.
Hoewel Benjamin Franklin in 1752 ontdekte dat er een verband bestaat tussen bliksem en elektriciteit, was het proces van de vorming van bliksem vanuit de wolk tot de grond nog steeds niet volledig begrepen. Viktor Pasko, een professor in elektriciteit aan de Pennsylvania State University en een van de leiders van de studie, verklaarde dat hun bevindingen de eerste nauwkeurige en kwantitatieve verklaring bieden van hoe bliksem in de natuur ontstaat. Ze hebben de stukjes van de puzzel samengevoegd tussen röntgenstraling, elektrische velden en de fysica van elektronensneeuwstormen.
Volgens de wetenschappers ziet het proces eruit als een onzichtbare kettingreactie in onweersbuien, waar sterke elektrische velden elektronen versnellen die botsen met stikstof- en zuurstofmoleculen. Deze conflicten produceren straling X, meer elektronen en fotonen, wat uiteindelijk leidt tot de vorming van bliksem. Ze wisten al dat protonen omhoog gaan en elektronen naar de grond dalen, waardoor een positieve elektrische lading op de grond ontstaat. Wanneer deze positieve lading zich verspreidt naar de negatieve lading die naar beneden gaat en de kanalen verenigd zijn, ontstaat de bliksem.
Om tot deze nieuwe bevindingen te komen, gebruikte het onderzoeksteam wiskundige modellen om de natuurlijke omstandigheden te simuleren die de geboorte van een bliksemschicht bevorderen. Ze bestudeerden hoe foto-elektrische fenomenen beginnen, welke voorwaarden nodig zijn in wolken om de elektronensneeuwstorm te starten en wat de verscheidenheid aan radio’s veroorzaakt die worden gedetecteerd in de wolken net voor een bliksemschicht. Daarnaast onderzochten ze ook het fenomeen van “donkere bliksem”, die gammastralen zijn en zonder licht of radio ervoor verschijnen.
“In ons model creëren hoge-energie X-stralen die geproduceerd worden door de elektronensneeuw nieuwe elektronen door het luchtfoto-elektrische effect, waardoor de reactie snel verbetert”, legt Pasko uit. Deze kettingreactie kan zeer gelokaliseerd zijn en gebeurt in zeer kleine volumes, met een sterke aanwezigheid van X-stralen maar zonder zichtbaar licht of radiogolven. Dit verklaart waarom de röntgenfoto’s verschijnen uit gebieden die er “stil” uitzien.
De ontdekking van dit bliksemgeboortemechanisme opent nieuwe perspectieven voor het begrijpen van een van de meest fascinerende natuurverschijnselen. Het onderzoek van dit internationale team van wetenschappers werpt nieuw licht op de complexe processen die plaatsvinden voordat een bliksemschicht de lucht doorklieft. Het biedt een dieper inzicht in de fysica achter bliksem en kan mogelijk bijdragen aan het verbeteren van voorspellingsmodellen en veiligheidsmaatregelen bij onweersbuien.
